Pro podrobné a soustavné studium živočichů – zejména pro studium morfologické, taxonomické a biogeografické – se vytvářejí zoologické sbírky v muzeích po celém světě. Pracovníci zoologického oddělení Národního muzea uchovávají, spravují, dotvářejí a vědecky zpracovávají sbírku, která patří k největším a nejvýznamnějším v Evropě. Sbírka obsahuje veškeré skupiny bezobratlých kromě hmyzu a všechny skupiny současných obratlovců. Bohaté sbírky Zoologického oddělení NM jsou výsledkem dlouholetého úsilí řady muzejních pracovníků, kteří se od založení této instituce podíleli na jejich správě a budování. Mnozí z nich se zasloužili o všeobecný rozvoj naší zoologické vědy a zvláště jejich zásluhou vznikla z počátečního kabinetu přírodnin dnešní široká sbírka. Za všechny připomeňme alespoň Karla Bořivoje Presla, Augusta J. C. Cordu, Maxmiliana Dormitzera, Antonína Friče, Václava Vávru, Jaroslava Petrboka, Karla Táborského, Jana Obenbergera, Otakara Štěpánka či Jana Hanzáka.
Počátky Zoologické sbírky se začaly shromažďovat ihned po založení Národního muzea v roce 1818. Zpočátku je tvořily dary různých osobností. Zajímavá byla sbírka Františka hraběte Hartiga. Tento první, naprosto nesystematicky uspořádaný zoologický kabinet byl umístěn v klášteře Minoritů u Sv. Jakuba na Starém Městě. Množstvím cenného materiálu do nich přispěl z domácích i zahraničních cest i všestranný přírodovědec a první správce zoologického oddělení A. J. C. Corda. Sbírky spravoval od osamostatnění oddělení (1835) až do roku 1849, kdy při katastrofě lodi “Viktoria” utonul ve vlnách Karibského moře při návratu ze sběrné cesty do Ameriky. Do období Cordova působení spadá také přestěhování zoologických sbírek do prostornějšího Nosticova paláce v ulici Na Příkopech roku 1845. Jeho nástupcem se stal M. Dormitzer, který se kromě vlastní muzejní práce více věnoval i výzkumu a sběrům v českých zemích. 2. polovina 19. stol. V roce 1854 převzal správu Zoologického oddělení Antonín Frič. Za téměř šedesátiletého působení proměnil zoologické oddělení Národního muzea ve vědecké pracoviště a doslova tak předběhl dobu. Z četných cest do zahraničí přivážel množství materiálu, zabýval se odbornými studiemi i terénním výzkumem v Čechách a nezapomínal ani na nezbytnou popularizaci vědy. Za jeho působení byly zoologické sbírky přestěhovány do nové budovy Národního muzea na dnešním Václavském náměstí. 20. století Probíhala postupná přeměna sbírek v systematicky uspořádanou a na vědeckém základě spravovanou kolekci.
V letech 1913–1931 vedl zoologické oddělení Národního muzea V. Vávra, po něm entomolog J. Obenberger. V období druhé světové války došlo k nenahraditelným škodám na zoologických sbírkách Národního muzea v důsledku nevhodného uložení v náhradních prostorách a bombardování budovy Národního muzea v květnu 1945.
Novodobou éru Zoologického oddělení lze datovat od počátku 50. let 20. století, kdy se oddělilo a osamostatnilo Entomologické oddělení; vedoucím Zoologického oddělení se tehdy stal významný herpetolog Otakar Štěpánek. V roce 1966 jej vystřídal známý ornitolog a popularizátor Jan Hanzák, který stál v čele zoologického oddělení do roku 1983. V letech 1983–1987 byl vedoucím oddělení arachnolog Antonín Kůrka, v letech 1988–2002 mammaliolog Miloš Anděra a v letech 2003–2013 herpetolog Jiří Moravec.
V současné době je vedoucím Zoologického oddělení ichtyolog Radek Šanda.
