1955年5月规划选址,定在位于太原市城区西北角的黑龙潭。1956年开始征地,拆迁建设黑龙潭公园。1957年后半年,人民公园的动物全部迁入黑龙潭公园并更名为“太原动物园”,同年12月5日正式开放。1976年,在太原动物园内湖西建起204间食草类兽舍。1980年,从湖南省长沙市引进国宝大熊猫“沙沙”。1998年,33岁的大熊猫“沙沙”成为当时全国最长寿的大熊猫。2003年,太原市市委、市政府为加快生态园林城市建设,决定将原动物园从市区搬迁,并于2003年5月1日开工建设太原动物园新园,园址选定太原东山。2004年4月29日,经过近一年的建设、搬迁,太原动物园新园正式开放。2018年,太原动物园为配合二期(动物散放区)扩建和提质改造项目的建设,将进行封园改造。此次建设主要有五大亮点,其中即将建设的海洋馆面积达到3万多平方米,填补了我省没有大型海洋馆的空白。