Em março de 1883, a Legislatura Estadual de Delaware aprovou uma lei formando o Conselho dos Comissários do Parque de Wilmington. Dez homens não remunerados foram nomeados para o conselho para planejar e construir os parques de Wilmington. O seu esforço acabou por render Brandywine, Rockford e Canby parks.
Os comissários contrataram Frederick Law Olmsted, o famoso arquitecto paisagista para encontrar os melhores locais para alojar estes parques. Ele sugeriu que a cidade comprasse terrenos em ambos os lados do rio Brandywine.
Direito do outro lado do rio de onde está localizado o actual jardim zoológico vivia um irlandês chamado Archibald Rowan. Ele fez o primeiro pano estampado em Delaware. Na terra onde agora se encontra o zoo, havia um anfiteatro público onde as pessoas iam para ouvir oradores famosos do seu tempo. Entre eles estavam Daniel Webster, John C. Calhoun e Henry Clay. Diz-se até que George Washington reuniu suas tropas no campo acima do zoológico perto da ponte da Washington Street durante a Revolução Americana. Em 1904, o Dr. James H. Morgan veio ao Conselho dos Comissários do Parque com a idéia de fundar um zoológico em Wilmington. Ele foi capaz de doar alguns animais se a comissão pagasse pelos abrigos e cercas. Os limites do jardim zoológico eram muito diferentes dos de hoje. A área principal do zoológico era a área do antigo poço do urso (em frente à atual exposição de condores andinos) e a Casa dos Animais Exóticos, e se estendeu rio abaixo. Patos e gansos, lebres belgas, uma tartaruga marinha e uma gaivota marinha estavam entre a coleção original.
A área residencial por trás do zoológico foi considerada Washington Heights e sua associação cívica ajudou a administrar o zoológico. Em 1905, a organização mudou seu nome para Wilmington Free Zoological Association, e o Zoológico de Wilmington nasceu.
Muitos animais vieram e foram da família do zoológico. Entre 1921 e 1928, o zoológico teve doações de onze alces, três búfalos, duas águias, cinco macacos, cabras, dois ursos pretos, patos, papagaios, dois guaxinins, uma marmota e três jacarés. Em 1928, o antigo poço do urso foi preenchido e três novas gaiolas de ursos foram construídas. Elas ainda hoje estão no Zoológico Principal, ao lado do Edifício da Administração. Durante esta época, a estação de conforto (Casa dos Animais Exóticos) foi transformada em uma casa de macacos com grandes gaiolas de arame que abrigavam mangabés, macacos e macacos esquilos, entre outros.
A próxima grande mudança aconteceu em 1950, quando a sociedade decidiu construir um zoológico infantil. A área infantil deveria ser construída sobre um tema de livro de histórias com aquários, casinhas e um santuário de aves. R.R. Carpenter arrecadou fundos doando os lucros da noite familiar no jogo de beisebol profissional Phillies.
O terreno foi quebrado em 1952. O Lions Clube de Wilmington também foi um grande angariador de fundos para o projeto. Havia onze pequenos prédios, cada um centrado em um personagem diferente do Mother Goose. Todas as exposições foram pintadas de forma brilhante e abrigavam animais da fazenda doados a cada primavera pelos fazendeiros da área. Esta área estava localizada na parte mais distante do zoológico, onde as capivaras e lontras são agora mantidas. No primeiro ano do Jardim Zoológico Infantil houve 46.000 visitantes. A secção temática sobreviveu até ao final dos anos 70 na sua forma original.
Até 1963, o zoo principal tinha caído em desgraça e foi forçado a fechar enquanto o Jardim Zoológico Infantil permanecia aberto. Em 1971 o Condado de New Castle assumiu o zoo e contratou Hans Rosenberg como supervisor do zoo. Ele acrescentou à coleção do zoológico, mas manteve a Casa do Macaco fechada ao público, apesar dos animais ainda lá estarem alojados.
Em 1979, Tom Skeldon tomou o lugar de Hans Rosenberg e desenvolveu a Sociedade Zoológica Delaware. Durante este tempo foi construído o Edifício da Administração com escritórios e uma cozinha. A exposição do tigre foi construída onde um antigo lago de patos tinha estado.
Nancy Falasco tornou-se diretor do zoológico em 1981. Inicialmente juntou-se ao pessoal do zoo em 1978, como curadora do zoo. Ela serviu quase 37 anos no Zoológico Brandywine até sua aposentadoria em abril de 2013.
Um novo plano diretor foi concebido e colocado em ação. As fachadas do antigo Jardim Zoológico Infantil foram demolidas e novas exposições foram desenvolvidas. Um tema norte e sul-americano e temperado asiático foi adotado. Melhorias de capital continuaram com a construção da exposição do rio lontra, um novo hospital para animais, expansão da exposição do tigre, nova entrada, e novos banheiros. Continuaram a ser feitas melhorias.
O Zoológico Brandywine marcou o seu 100º aniversário em 2005. Muitas gerações da comunidade regional celebraram revisitando o zoológico e compartilhando sentimentos de afeição pelos animais e a importância do Zoológico Brandywine em seus anos de formação para introduzi-los no papel que as pessoas têm na sobrevivência das espécies e na conservação ambiental