Кафедра зоологии, одна из старейших кафедр университета, была организована в конце 1921 года. Первым заведующим кафедрой был профессор А.В. Федюшин (впоследствие – заслуженный деятель науки РСФСР).

В июле–августе 1921 года А.В. Федюшин организовал первую зоологическую экспедицию в Любанский район Минской области. Начиная с этого времени сборы, произведенные в ходе этой и последующих экспедиций, явились основой для создания Зоологического музея, которые долгие годы являлся структурным подразделением кафедры. Впервые после революции были начаты целенаправленные, планомерные исследования сначала орнитофауны, а позднее и фауны наземных позвоночных республики. Всего за 13 лет, в течение которых А.В. Федюшин возглавлял кафедру зоологии, было проведено 6 крупных, продолжительных по времени экспедиций, целью которых была оценка состояния фауны и сбор научно-коллекционного материала. Основное внимание при этом уделялось обследованию регионов республики, слабо изученных в фаунистическом отношении: Витебщине, северным районам Минщины, Гомельскому и Речицкому Полесью, Могилевщине. Самой успешной оказалась экспедиция, предпринятая в мае–августе 1924 года в северные районы Минской и Витебскую области (до границы с Псковской областью). Был собран обширный коллекционный материал (фонды Зоологического музея пополнились более чем 1000 тушек птиц), установлены некоторые закономерности территориального распространения ряда малоизученных в зоогеографическом отношении видов птиц.

В экспедициях принимали участие сотрудники кафедры и зоологического музея, ученики А.В. Федюшина: И.Н. Сержанин, А.В. Вязович,В.В. Слесаревич. После отъезда А.В. Федюшина в 1933 году в г. Омск фаунистические исследования были частично свернуты, но в 1936–1937 годах под руководством И.Н. Сержанина с участием студентов кафедры продолжены наблюдения за пролетом птиц, изучение их видового состава.

Большое значение для дальнейших исследований по фауне, экологии, хозяйственному значению отдельных видов, организации охотничьего хозяйства республики имели монографии А.В. Федюшина "Динамика и распространение охотничьей фауны в БССР" (1928), и "Речной бобр" (1935), в которых были подведены итоги предыдущих экспедиционных работ. Несомненной заслугой А.В. Федюшина и всего коллектива кафедры было обоснование необходимости создания первого в республике Березинского заповедника.

С 1933 по 1935 годы кафедрой зоологии руководил профессор И.Г. Соболев. Основным научным направлением его работ в этот период было изучение анатомии крупного рогатого скота, состава микрофлоры и микрофауны желудочно-кишечного тракта копытных.

В 1935 году кафедра зоологии была разделена на две. Кафедру зоологии беспозвоночных возглавила доцент С.А. Гусева. Под ее руководством было положено начало развитию гидробиологических исследований, изучению бентоса и планктона ряда озер Беларуси. Непосредственными участниками комплексных обследований водоемов были ассистенты К.А. Черемисова, Б.М. Кичина, студент П.Г. Петрович.

В 1939–1941 годах кафедрой зоологии беспозвоночных заведовал академик Л.А. Зенкевич, известный ученый-океанолог, совмещавший эту должность с работой в Московском государственном университете. В этот период на кафедре помимо гидробиологических начинают развиваться паразитологические исследования, посвященные изучению паразитофауны рыб водоемов Белоруссии. Пионером в этой области стал аспирант, а позднее ассистент и доцент кафедры М.М. Драко.

Кафедру зоологии позвоночных с 1935 года возглавил доцент Я.М. Зубкович, специалист в области эволюционной морфологии млекопитающих. К концу 40-го года им была завершена диссертационная работа, посвященная эволюции элементов скелета позвоночных животных. Я.М. Зубкович погиб в годы Великой Отечественной войны в Минске.

В 1944–1945 годах, когда Белорусский государственный университет работал в эвакуации на подмосковной станции Сходня, кафедрой зоологии позвоночных заведовал профессор М.Е. Максунов – ихтиолог, известный специалист по разведению и развитию осетровых рыб.

В первые послевоенные годы произошло объединение двух зоологических кафедр в единую кафедру зоологии, которую вначале возглавлял профессор М.Е. Макушок. В круг научных интересов М.Е. Макушка – ученика А.Н. Северцова –входили как проблемы сравнительной анатомии, так и изучение ихтиофауны водоемов Беларуси, биологии и экологии ценных видов рыб. В результате под руководством профессора М.Е. Макушка была создана школа белорусских ихтиологов. В эту группу вошли выпускники кафедры В.С. Пенязь, М.З. Гольцова, П.С. Невядомская, Г.В. Гладкий, Ф.Н. Воронин, впоследствии ставшие преподавателями кафедры и сотрудниками Института биологии при БГУ. Интенсивные ихтиологические исследования продолжались до середины 70-х годов XX столетия. В подготовке студентов, специализирующихся на кафедре зоологии, это направление сохраняется до настоящего времени.

Зоологическими исследованиями по позвоночным в течение многих лет руководил член-корреспондент АН БССР, профессор И.Н. Сержанин. В этот период основное внимание уделялось аутэкологии, главным образом млекопитающих (речного бобра, белки, лесной куницы, выдры, волка). В меньшей мере затрагивались вопросы синэкологии. Результатом многолетних работ явился выход в свет в 1955 году монографии И.Н. Сержанина "Млекопитающие Беларуси", в которой освещены особенности распространения, питания, причины колебаний популяционной численности и другие вопросы биологии млекопитающих. До настоящего времени эта работа является источником информации об этой важнейшей группе позвоночных животных.

Продолжались фаунистические исследования мышевидных грызунов (доцент В.Ф. Терехович), птиц (доцент Л.П. Шкляров), амфибий и рептилий (Ю.Ф. Сапоженков). В этот период доцент Терехович В.Ф. участвует в ряде комплексных медико-зоологических экспедиций в очагах энцефалита в Белоруссии совместно с сотрудниками Минского медицинского института и Белорусского института микробиологии и эпидемиологии.

С 1946 по 1948 годы и, а после небольшого перерыва, с 1950 по 1967 годы кафедрой зоологии, а с 1955 года отделившейся кафедрой зоологии беспозвоночных животных руководил выдающийся ученый биолог, гидроэколог профессор Г.Г. Винберг. Впервые на Беларуси он начал проведение мониторинговых комплексных гидробиологических исследований на модельных водоемах Нарочанской группы, отличавшихся уровнем трофности. Им было создано новое направление исследований – продукционная экология.

Выдающийся ученый, блестящий педагог Г.Г. Винберг создал школу белорусских гидробиологов, подготовил специалистов, среди которых один из президентов НАН Беларуси академик НАН Беларуси и АН СССР Л.М. Сущеня, член-корреспондент НАН Беларуси А.П. Остапеня, доктора биологических наук Н.М. Крючкова, Л.В. Камлюк, Г.А. Галковская, 3.3. Финенко, Т.М. Михеева – все они выпускники кафедры зоологии. Основанное профессором Г.Г. Винбергом направление гидробиологических исследований и сегодня остается одним из ведущих в республике, в близком и дальнем зарубежье. Его ученики успешно работают в Научно-практическом центре по биоресурсам НАН Беларуси (в прошлом – Институт зоологии НАН Беларуси), Институте океанологии РАН (Москва), Институте биологии южных морей (Севастополь) и других крупных научно-исследовательских институтах стран СНГ и дальнего зарубежья.

Понимая необходимость разностороннего изучения фауны Беларуси, Г.Г. Винберг содействовал развитию на кафедре второго направления исследований – энтомологического. В конце 40-х годов ХХ столетия на территории Беларуси работала экспедиция Ленинградской лесотехнической академии под руководством А.И. Воронцова, для участия в которой были привлечены студенты кафедры. По результатам экспедиции были установлены основные группы насекомых вредителей леса, имеющих наиболее важное лесохозяйственное значение. Первыми энтомологами, выпускниками кафедры, были Е.С. Шалапенок (к.б.н., доцент), Б.П. Савицкий (д.б.н., профессор), Э.И. Хотько (д.б.н., профессор). В последующие годы на кафедре была подготовлена большая группа специалистов-энтомологов, что позволило организовать лабораторию энтомологии при Отделе зоологии и паразитологии АН БССР, позднее преобразованном в Институт зоологии республиканской Академии наук.

На кафедре зоологии беспозвоночных доцентом Е.С. Шалапенок было начато изучение насекомых-фитофагов древесно-кустарниковых насаждений, доцент Т.Н. Запольская занималась исследованиями беспозвоночных-обитателей почвы. Ими также изучались фауна и экология некоторых групп насекомых (долгоносиков, типулид, стрекоз, основных компонентов фауны почв), имеющих практическое значение или играющих важную роль в природных сообществах. Под руководством доц. Е.С. Шалапенок были выполнены комплексные исследования беспозвоночных луговых экосистем Беларуси.

Исследования коллектива кафедры зоологии позвоночных животных в 1960–1969 годах выполнялись под руководством академика АН Беларуси, профессора П.Ф. Рокицкого. С его именем связано начало широкого использования математических методов в биологии и медицине. Изданный им учебник "Вариационная статистика для биологов" (1964) сыграл значительную роль в развитии биологии и медицины в республике, а учебник "Биологическая статистика" (1973) долгое время был основным учебным пособием для студентов биологических специальностей университетов страны.

Обладая обширными и разнообразными, поистине энциклопедическими познаниями в разных областях биологии, П.Ф. Рокицкий явился сторонником и инициатором развития на кафедре экспериментального направления в дополнение к традиционным полевым исследованиям. В 1963 году при кафедре была организована лаборатория, на базе которой до последнего времени проводились исследования в области экологической гематологии и морфологии наземных позвоночных (доцент Л.П. Шкляров), эволюционной морфологии скелета птиц (доцент Л.Д. Бурко). Л.П. Шкляровым получены оригинальные материалы по относительной массе костного мозга, его функциональным характеристикам и топографии в скелетных комплексах и отдельных элементах скелета 54 видов наземных позвоночных животных. Исследованиями Л.Д. Бурко выявлены закономерности морфо-функциональных перестроек опорно-двигательного аппарата, уточнены функциональные особенности и степень надежности трубчатых костей птиц.

В 1974 году кафедра зоологии беспозвоночных и кафедра зоологии позвоночных были объединены в одну кафедру зоологии.

В конце 70-х годов сотрудниками кафедры зоологии (доцентами Е.С. Шалапенок, Л.П. Шкляровым, ассистентами Л.Д, Бурко, О.К. Федосовым, С.А. Матусевичем) с привлечением студентов старших курсов были выполнены исследования по хоздоговорным темам: "Факторы, определяющие численность зайца-русака в Беларуси" (1976–1979 гг., по заданию Белорусского общества охотников и рыболовов) и "Прогноз влияния обвалования реки Припять на животный мир Припятского Полесья" (1976–1978 гг., по заданию Белгипроводхоза).

Более четверти века кафедрой (с 1970 г. – кафедрой зоологии позвоночных, с 1974 по 1998 гг. – объединенной кафедрой) заведовал лауреат Государственной премии БССР и премии имени А.Н. Севченко, профессор И.К. Лопатин (1923–2012). На кафедре начали развиваться таксономические и зоогеографические направления исследований. Этим было положено начало созданию профессором И.К. Лопатиным научной школы в области таксономии, экологии и зоогеографии насекомых Евразии. Являясь энтомологом-систематиком, И.К. Лопатин изучал важную и разнообразную группу жесткокрылых-листоедов. Им опубликованы ряд монографий, большое число статей, посвященных систематике, зоогеографии и экологии листоедов Беларуси и Прибалтики, Средней Азии и Казахстана, Монголии, Ирана и ряда других регионов Палеарктики. Одновременно были изданы учебники "Основы зоологии" и "Зоогеография" для студентов университетов, за последний из них И.К. Лопатин удостоен Государственной премии БССР (1986 год).

Научные интересы профессора кафедры зоологии И.К. Лопатина и высокая международная оценка его публикаций привели к началу совместных исследований с рядом зарубежных научных организаций. В частности, издан "Каталог насекомых Израиля и сопредельных стран" (совместно с учеными Тель-Авивского университета), подготовлена к изданию сводка по фауне листоедов Палеарктического региона (совместно со специалистами Смитсоновского института США).

Специалисты кафедры выполнили ряд важных работ, посвященных изучению состава и динамики численности насекомых в природных и модифицированных экосистемах Беларуси, спрогнозировали экологические результаты обвалования реки Припять, выяснили причины изменения численности охотничьих видов животных на территории республики. В последующие годы коллектив кафедры осуществлял изучение биологического разнообразия беспозвоночных и структуры населения позвоночных животных ряда охраняемых и урбанизированных территорий Беларуси. По материалам этих исследований была подготовлена и издана в 1996 году монографическая сводка "Каталог жесткокрылых Беларуси", среди авторов которой профессор И.К. Лопатин. Впервые на кафедре начаты работы по сравнительной морфологии (доцент Ж.Е. Мелешко) и фенетике (доцент О.Ю. Круглова) насекомых.

С 1998 года кафедрой заведовал доцент Л.Д. Бурко, который инициировал выполнение исследований в целях научного обоснованию проектов создания новых особо охраняемых природных территорий Беларуси, а также инвентаризации имеющихся. Выполнявшиеся в эти годы научные работы были весьма разноплановы: это как классические эколого-фаунистические исследования в Беловежской пуще, ландшафтном заказнике "Купаловский" (Минская возвышенность), Налибокской пуще и Воложинском районе в целом, так и работы в области зоологической систематики и проблем генезиса энтомофауны Евразии.

С 2004 г. кафедрой заведует профессор С.В. Буга. На кафедре продолжалось выполнение исследований животных разных таксонов по широкому спектру зоологической и экологической проблематики, в том числе в кооперации со специалистами лаборатории систематики насекомых Смитсонианского института (Вашингтон), Зоологического института РАН (Санкт-Петербург) и кафедры зоологии Вильнюсского университета (Литовская Республика). Продолжились исследования в области систематики, фенетики и кариологии жуков-листоедов (проф. И.К. Лопатин, к.б.н. О.Ю. Круглова, к.б.н. О.Л. Нестерова), долгоносикообразных жесткокрылых (к.б.н. Ж.Е. Мелешко), настоящих тлей (проф. С.В. Буга). Были развернуты углубленные исследования цикадовых (Auchenorrhyncha) Беларуси (к.б.н. О.И. Бородин). Экологическое направление продолжили исследования структуры населения птиц лесов и населенных пунктов Беларуси (к.б.н. В.В. Сахвон), а также врановых птиц селитебных ландшафтов (ст. преподаватель А.В. Балаш). Развивались и направления исследований, имеющие выраженную прикладную направленность. В частности, изучались беспозвоночные животные - вредители декоративных и других культивируемых растений (проф. С.В. Буга, ст. преподаватель Д.Л. Петров, ст. преподаватель Ф.В. Сауткин). Исследования в области экологии опыления растений выполнял к.б.н. В.И. Хвир. Большую значимость для разработки плана управления популяциями лисицы обыкновенной имели экологические исследования к.б.н. А.А. Сидорович.

Определенный импульс развитию учебной научно-исследовательской работы на кафедре придала организация по инициативе к.б.н. О.И. Бородина (в последующем, генерального директора ГНПО "Наусно-практический центр НАН Беларуси по биоресурсам") студенческой научно-исследовательской лаборатории "Структура и динамика биоразнообразия". В последующем, уже под руководством ныне зам. начальника Главного управления науки БГУ О.В. Синчука, она достигла лидирующих позиций в рейтинге СНИЛ БГУ. Одним из основных направлений исследований на кафедре стала инвазионная биология. Преподаватели и аспиранты кафедры внесли определяющий вклад в подготовку разделов по наземным беспозвоночным животным первого (2016 г.) и второго (2020 г.) изданий "Черной книги инвазивных видов животных Беларуси". В текущем десятилетии (с 2021 г.) на кафедре продолжены исследования чужеродных для фауны Беларуси видов наземных беспозвоночных (к.б.н. О.Ю. Круглова, к.б.н. Ф.В. Сауткин, ст. преподаватели А.С. Рогинский, М.В. Лазаренко, аспиранты Д.О. Коротеева, Н.В. Синчук, Ю.С. Рогинская, ассистент Ю.В. Анацко), а также различных аспектов синурбизации птиц (к.б.н. В.В. Сахвон, ассистент К.А. Федоринчик), как и таксономии насекомых (проф. С.В. Буга, к.б.н. Ж.Е. Мелешко). Начато целенаправленное изучение биоразнообразия антофильных и минирующих насекомых Национального парка "Нарочанский" (аспирант А.А. Шейко). Выполняются исследования фитофагов интродуцированных в Беларусь голубики высокорослой и узколистной (ассистент Ф.Г. Яковчик).