1889年，在美国国会法案通过后，决定修建国家动物园，在动物园建设一年后，该动物园成为了史密斯索尼娅协会（Smithsonian Institution）的一部分。
出于“科学的进步和为人们提供教育和休闲”的目的，国家动物园在华盛顿特区的西北部落成了，乘坐地铁或是任何一辆旅游巴士都可以到达这里。
国家动物园内有完全模仿亚马逊热带雨林的亚马逊丛林区，景色优美如画。整个国家动物园被分成了几个不同的环境区域，这其中包括有亚马逊区、非洲热带区、北美区，以及亚洲区；另外还有灵长区、鸟类区、爬行区以及两栖区，各区都有适合那里环境的动物生活。
2002年12月6日，又有两只大熊猫“美香” 和“添添”从中国成都抵达动物园。这两只大熊猫是在中美两国政府的支持下，根据中国野生动物保护协会和华盛顿国家动物园达成的有关合作研究协议来美国的，它们在华盛顿旅居10年。2005年，它们的“爱情结晶”——雄性熊猫“泰山”出生，成为第一只在美国本土成活的大熊猫，一举将美国持续不减的大熊猫热推向高潮。
