V březnu 1883 schválil zákonodárný sbor státu Delaware zákon o zřízení Wilmingtonské rady parkových komisařů. Do rady bylo jmenováno deset neplacených mužů, kteří měli za úkol plánovat a budovat wilmingtonské parky. Z jejich úsilí nakonec vzešly parky Brandywine, Rockford a Canby.
Komisaři najali slavného zahradního architekta Fredericka Law Olmsteda, aby našel nejlepší místa pro tyto parky. Ten navrhl, aby město zakoupilo pozemky na obou stranách řeky Brandywine.
Přes řeku, kde se nachází současná zoologická zahrada, žil Ir jménem Archibald Rowan. Vyráběl první potištěné látky v Delaware. Na pozemku, kde dnes stojí zoologická zahrada, se nacházel veřejný amfiteátr, kam lidé chodili poslouchat slavné řečníky své doby. Byli mezi nimi Daniel Webster, John C. Calhoun a Henry Clay. Říká se dokonce, že na poli nad zoologickou zahradou poblíž mostu na Washington Street Bridge shromažďoval během americké revoluce své vojáky George Washington. V roce 1904 přišel Dr. James H. Morgan za Radou parkových komisařů s nápadem založit ve Wilmingtonu zoologickou zahradu. Mohl darovat několik zvířat, pokud by komise zaplatila přístřešky a ploty. Hranice zoologické zahrady byly velmi odlišné od dnešních. Hlavní areál zoo se rozkládal na území starého medvědince (naproti současné expozici kondorů andských) a Domu exotických zvířat a sahal až k řece. Mezi původní kolekce patřily kachny a husy, belgičtí zajíci, mořská želva a mořský racek.
Obytná čtvrť za zoo byla považována za Washington Heights a její občanské sdružení pomáhalo zoo spravovat. V roce 1905 se organizace přejmenovala na Wilmington Free Zoological Association a zrodila se zoologická zahrada ve Wilmingtonu.
Z rodiny zoo přišlo a odešlo mnoho zvířat. V letech 1921-1928 darovala zoo jedenáct losů, tři buvoly, dva orly, pět opic, kozy, dva černé medvědy, kachny, papoušky, dva mývaly, jednoho sviště a tři aligátory. V roce 1928 byl zasypán starý medvědinec a postaveny tři nové medvědí klece. Ty dodnes stojí v hlavní zoo vedle správní budovy. V této době byla komfortní stanice (Exotic Animal House) změněna na opičárnu s velkými drátěnými klecemi, v nichž byly umístěny mimo jiné mangusty, makakové a veverky.
Další velká změna nastala v roce 1950, kdy se společnost rozhodla vybudovat dětskou zoo. Dětský areál měl být vybudován na motivy pohádek s akvárii, domečky a ptačí rezervací. R. R. Carpenter získal finanční prostředky věnováním výtěžku z rodinného večera na profesionálním baseballovém zápase Philadelphia Phillies.
Základ byl položen v roce 1952. Na projektu se významně podílel také Wilmingtonský lví klub, který shromažďoval finanční prostředky. Bylo postaveno jedenáct malých budov, z nichž každá se soustředila na jinou postavičku z Matky husy. Všechny exponáty byly pestře vymalované a byla v nich umístěna hospodářská zvířata, která každé jaro darovali farmáři z okolí. Tento prostor se nacházel nahoře ve vzdálenější části zoo, kde jsou nyní chovány kapybary a vydry. V prvním roce existence dětské zoo ji navštívilo 46 000 návštěvníků. Tematická část přežila v původní podobě až do konce 70. let 20. století.
V roce 1963 hlavní zoo zchátrala a byla nucena se zavřít, zatímco Dětská zoo zůstala v provozu. V roce 1971 převzal zoologickou zahradu okres New Castle a najal Hanse Rosenberga jako vedoucího zoo. Ten doplnil sbírky zoo, ale opičárnu nechal pro veřejnost uzavřenou, přestože v ní byla zvířata stále umístěna.
V roce 1979 nastoupil na místo Hanse Rosenberga Tom Skeldon, který vybudoval Delawarskou zoologickou společnost. V této době byla postavena administrativní budova s kancelářemi a kuchyní. Na místě starého kachního jezírka byla vybudována expozice tygrů.
V roce 1981 se ředitelkou zoo stala Nancy Falasco. Původně nastoupila do zoo v roce 1978 jako kurátorka zoo. V brandýské zoo působila téměř 37 let až do svého odchodu do důchodu v dubnu 2013.
Byl vypracován a uveden v život nový generální plán. Staré fasády dětské zoo byly strženy a vznikly nové expozice. Bylo přijato téma Severní a Jižní Ameriky a mírného pásu Asie. Investiční úpravy pokračovaly výstavbou expozice vyder říčních, nové nemocnice pro zvířata, rozšířením expozice tygrů, novým vstupem a novými toaletami. Vylepšování pokračovalo i nadále.
Brandywinská zoo si v roce 2005 připomněla 100. výročí svého založení. Mnoho generací regionální komunity oslavilo tuto událost tím, že znovu navštívily zoologickou zahradu a sdílely pocity své náklonnosti ke zvířatům a význam Brandywine Zoo v jejich formativních letech, kdy je seznámila s úlohou, kterou mají lidé při přežití druhů a ochraně životního prostředí
.