En marzo de 1883, la Legislatura del Estado de Delaware aprobó una ley por la que se creaba la Junta de Comisionados de Parques de Wilmington. Diez hombres no remunerados fueron nombrados para la junta para planificar y construir los parques de Wilmington. Con el tiempo, su esfuerzo dio lugar a los parques Brandywine, Rockford y Canby.
Los comisionados contrataron a Frederick Law Olmsted, el famoso arquitecto paisajista, para que encontrara los mejores lugares para albergar estos parques. Sugirió que la ciudad comprara terrenos a ambos lados del río Brandywine.
Del otro lado del río, donde se encuentra el actual zoológico, vivía un irlandés llamado Archibald Rowan. Fabricó la primera tela impresa en Delaware. En el terreno donde ahora se encuentra el zoológico, había un anfiteatro público donde la gente iba a escuchar a oradores famosos de su época. Entre ellos estaban Daniel Webster, John C. Calhoun y Henry Clay. Se dice incluso que George Washington reunió a sus tropas en el campo situado sobre el zoológico, cerca del puente de la calle Washington, durante la Revolución Americana. En 1904, el Dr. James H. Morgan acudió a la Junta de Comisarios de Parques con la idea de crear un zoológico en Wilmington. Pudo donar algunos animales si la comisión pagaba los refugios y las vallas. Los límites del zoo eran muy diferentes a los actuales. La zona principal del zoo era la del antiguo foso de los osos (frente a la actual exposición de cóndores andinos) y la Casa de los Animales Exóticos, y se extendía hasta el río. Patos y gansos, liebres belgas, una tortuga marina y una gaviota formaban parte de la colección original.
La zona residencial situada detrás del zoo se consideraba Washington Heights y su asociación cívica ayudaba a gestionar el zoo. En 1905, la organización cambió su nombre por el de Wilmington Free Zoological Association, y así nació el zoológico de Wilmington.
Muchos animales entraron y salieron de la familia del zoológico. Entre 1921 y 1928, el zoológico tuvo donaciones de once alces, tres búfalos, dos águilas, cinco monos, cabras, dos osos negros, patos, loros, dos mapaches, una marmota y tres caimanes. En 1928 se rellenó la antigua fosa de los osos y se construyeron tres nuevas jaulas para osos. Todavía se conservan en el zoológico principal, junto al edificio de la administración. Durante esta época, la estación de confort (Casa de Animales Exóticos) se transformó en una casa de monos con grandes jaulas de alambre que albergaban mangabees, macacos y monos ardilla, entre otros.
El siguiente gran cambio se produjo en 1950, cuando la sociedad decidió construir un zoológico para niños. La zona infantil debía construirse con un tema de cuento, con acuarios, casitas y un santuario de aves. R.R. Carpenter recaudó fondos donando los beneficios de la noche familiar en el partido de béisbol profesional de los Phillies de Filadelfia.
La construcción se inició en 1952. El Club de Leones de Wilmington también fue uno de los principales recaudadores de fondos para el proyecto. Había once pequeños edificios, cada uno centrado en un personaje diferente de Mother Goose. Todas las exposiciones estaban pintadas con colores brillantes y albergaban animales de granja donados cada primavera por los granjeros de la zona. Esta zona estaba situada en la parte más alejada del zoo, donde ahora se encuentran los carpinchos y las nutrias. En el primer año del zoo infantil hubo 46.000 visitantes. La sección temática sobrevivió hasta finales de la década de 1970 en su forma original.
En 1963, el zoológico principal se había deteriorado y se vio obligado a cerrar mientras el zoológico infantil permanecía abierto. En 1971, el condado de New Castle se hizo cargo del zoo y contrató a Hans Rosenberg como supervisor del zoo. Añadió a la colección del zoo pero mantuvo la Casa de los Monos cerrada al público aunque los animales seguían alojados allí.
En 1979, Tom Skeldon tomó el lugar de Hans Rosenberg y desarrolló la Sociedad Zoológica de Delaware. Durante este tiempo se construyó el edificio de la administración con oficinas y una cocina. La exposición de tigres se construyó donde había un antiguo estanque de patos.
Nancy Falasco se convirtió en directora del zoo en 1981. Se incorporó al personal del zoo en 1978 como conservadora del mismo. Trabajó casi 37 años en el Brandywine Zoo hasta su jubilación en abril de 2013.
Se concibió y puso en marcha un nuevo plan maestro. Se derribaron las antiguas fachadas del zoológico infantil y se desarrollaron nuevas exposiciones. Se adoptó una temática de América del Norte y del Sur y de Asia templada. Las mejoras de capital continuaron con la construcción de la exposición de nutrias de río, un nuevo hospital para animales, la ampliación de la exposición de tigres, una nueva entrada y nuevos baños. Las mejoras continuaron.
El zoológico de Brandywine celebró su centenario en 2005. Muchas generaciones de la comunidad regional lo celebraron volviendo a visitar el zoo y compartiendo sus sentimientos de afecto por los animales y la importancia del zoo de Brandywine en sus años de formación por haberles introducido en el papel que tienen las personas en la supervivencia de las especies y la conservación del medio ambiente
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