上野动物园的用地原是江户时代的伊势津藩主藤堂家族、弘前藩主津轻家族、越后村上藩主堀家族等三大名家族的宅邸。上野这个称呼有一种说法是来源于藤堂家族领地伊势地方的伊贺上野而得名，也有一种说法是德川家康在江户开府之前就有了上野这个名称。藤堂和泉守高虎曾经是德川家康在开府之际受领的土地作为中屋用地(各地大名到东京后供随行的家臣居住的宅地)使用。宽永元年(1624)，由天海僧正负责建造东睿山宽永寺的事情决定以后，德川家康随即将这块土地还给了幕府，而且还在上野山上修建了东照宫献给幕府，另外还修建了神宫内寺寒松院作为宽永寺的宿坊(作为朝拜的民众和僧侣居住的场所)一并献给了幕府。
　藤堂家族曾经把寒松院当成菩提寺，所以在园内现在仍然保留着藤堂家族的墓碑。据说德川二代将军秀忠、三代将军家光在去东照宫参拜时，曾经顺便来过寒松寺。闲闲亭据说是高虎为款待家光而建造的品茶室，据说这里还保留着家光在散步时坐过的“家光坐过的石头”。从明治15年(1882)上野动物园开放到明治20年(1887)为止，在当时的正门前庭周边，一般游客也可以利用闲闲亭休息。(下段继续)

　“动物园”这个称呼最早出现在庆应2年(1866)发行的福泽谕吉的著作《西洋事情》里。庆应3年(1867) 物产学者田中芳男作为参加巴黎万国博览会的日本代表团的成员，参观了以巴黎国立自然史博物馆附属的巴黎植物园(Jardin des Plantes)为代表的各种设施后，认为日本也应该建设类似的设施。巴黎植物园,顾名思义它是个植物园，附属的被称为“Ménagerie”的动物饲养场就相当于现在动物园。
庆应元年(1865)，町田久成和森有礼等一起渡英，在伦敦的南肯辛顿的自然科学博物馆参观时感触颇丰，之后町田和他的部下专务负责人田中芳男一起在明治6年(1873)提出了《大博物馆创建的建议》，其构想是在上野公园里建造一个包括动物园、植物园和图书馆在内的综合设施。田中芳男曾任文部大丞（日本明治时期官职，在当时政府内排序第四，相当于中国的国家教育局局长）后来又担任过博览会事物局专务负责人。
　明治4年(1871)，明治政府为了参加将于明治6年(1873)在维也纳举办的万国博览会，特意开设了以参议大隈重信为总裁的博览会事物局，町田和田中一起在国内广泛收集各类物产。为了将这些物产能够令社会广泛了解，在内山下町(现东京千代田区内幸町)开设了博物馆。同时还开设了附属的动物饲育场，饲养了30种共77只动物。町田于明治8年(1875)在内务卿大久保利通的手下任第一任博物馆局长，致力于博物馆的建设工作。(下段继续)

　明治10年(1877)，在上野公园举办了首次国内振兴产业博览会。之后将内山下町的博物馆迁移到博览会的用地，并在与其毗邻的寒松院之原里开设了附属动物园，于明治15年(1882)和博物馆一起同时向游人开放。另外在内山下町的原址上修建了鹿鸣馆，于明治16年(1883)开放。当时的动物园正门在闲闲亭的斜坡下附近，就是现在开放中的有亚洲狮子的“虎之林”前面的位置上。用地是现在面积14.3公顷的10分之1大小的样子，就是现在被仙鹤舍、事务所和鸟屋环绕的东园一带。
　从明治19年(1886)开始，博物馆与其附属动物园改为宫内厅管辖，归属于博物局天产部。田中作为第一任天产部部长，本来是出任第一任动物园园长的不二人选。但是在明治22年(1889)东京帝国大学理科大学助教授石川千代松被任命为天产部部长兼动物园监督，顺理成章成了第一任园长。石川将琵琶湖产的香鱼苗放到多摩川内养成大香鱼，是一位留下了卓越功绩的动物学者。石川还与澳大利亚和德国等国家的动物园之间积极地进行动物交换活动，致力于动物园饲养展示动物的丰富。
大正13年(1924)，动物园由宫内厅赐予东京市(现东京都)，在很长的一段时间里动物园被称为“上野恩赐公园动物园”。采用“东京都恩赐上野动物园”作为正式名称是在公园开放65年以后的事了。

(以后的“帝国博物馆”关于现东京国立博物馆的发展过程，请参考[在东京国立博物馆小憩]部分。）