1953年，圆通山筹建动物园。7月，大观楼饲养的野生动物正式移交动物园，计6种7只，即：黑鹿、狗熊、猴子、猫头鹰、狐狸各1只，孔雀2只。

1954年元旦节，动物园正式开放。

1956年市建设局投资2·3万元建动物笼舍。1957年昆明东城墙拆除，动物园新建东大门，正对拆除城墙新建的青年路。

1958年4月11日，省博物馆将圆通寺移交圆通山管理。1959年初，圆通公园更名为圆通动物园。1986年更名为昆明动物园。

1958年至1965年，逐年增添动物笼舍。仅1961年就投资100万元，建大型动物笼舍，1962年竣工。

1966年至1972年，维修基本停滞。1968年，云南省歌舞团占用圆通山西面一片土地。文化大革命期间，省、市人民防空办公室占用潮音洞、幽谷洞；同时占用圆通山东面、南面土地约3公顷。

1972年连云巷宾馆占去山南面游览地约一公顷及连云巷公园大门和通道。

1973年至1988年，逐年维修、新建动物笼舍，新开辟月季园、茶花园及东门小游园。

1981年7月，为了扩建茶花园，将园内原唐继尧所建二层土木结构“红楼”拆除。

1995年4月建成水族馆。昆明动物园被国家建设部评为全国十佳动物园。

1999年2月建成孔雀园。4月成为中国动物园协会灵长类协调委员会主任委员单位。12月被云南省政府授予“云南省科学普及教育基地”。

2022年5月16日23时53分，亚洲象“莫莉”安全抵达昆明动物园。