Az Állatkert részére kijelölt terület felosztását, a sétautak vonalvezetését, illetve a parkrészek kialakítását Petz Ármin főkertész tervezte meg. Az épületek terveinek elkészítésével a kor neves építész párosát, Szkalnitzky Antalt és ifj. Koch Henriket bízták meg (ők tervezték például a budapesti Egyetemi Könyvtár, a belvárosi főposta és a Thonet-udvar épületét, illetve az Oktogon négy sarkában álló bérházakat is, vidéken pedig többek között a fehérvári és a debreceni színház, illetve a hajdúhadházi református templom épülete fűződik a nevükhöz). Az engedélyezéshez szükséges tervdokumentációt 1865. április 13-án nyújtották be, az építési engedélyt pedig április 26-i dátummal adta ki Pest szabad királyi városa. Az épületek kivitelezésére Pucher József építőmester, Kern István lakatos és Strohoffer István ácsmester kapott megbízást. Az építési munkálatok részeként készült el az Állatkert saját kútja, a hozzá tartozó gépészet, illetve a Nagy-tó, amelynek medrét ekkor ásták ki. A tóval és a vízellátással kapcsolatos létesítmények tervét Reitter Ferenc csatornázási mérnök készítette. Az épületek 1866. július 28-ára készültek el, az építkezések összes költsége 28 518 forintra rúgott.
A frissen elkészült állatházakat, karámokat és kifutókat természetesen be is kellett népesíteni, vagyis gondoskodni kellett az állatok beszerzéséről. Ez a folyamat voltaképpen már 1862-63-ban megkezdődött. Egyrészt azért, mert az alapítási szándék hírét hallva a társaság már akkor is sok ajándék állatot kapott az ország minden pontjáról, amikor még sem terület, sem állatházak nem voltak. Ezeket egy darabig a Füvészkertben tartották, az „alapító atyák” egyike, Gerenday József ugyanis történetesen a Füvészkert igazgatója volt. Az állatok etetését saját költségén oldotta meg. Gerenday azonban már 1862-ben elhunyt, így az állatokról egy darabig az özvegye gondoskodott. A Füvészkert új vezetése viszont nem nézte jó szemmel az állatok ottlétét, így hamarosan új helyet kellett keresni számukra. Ideiglenesen néhány vagont szereztek a társaság tagjai, s ezekben rendeztek be átmeneti szállást a már meglévő állatok számára.
Ugyancsak szerzett állatokat az ez időben Amerikában tartózkodó Xántus János is. Ezeket a jószágokat gőzhajón küldte Európába azzal, hogy amíg a Pesti Állatkert el nem készül, addig az állatok a Hamburgi Állatkertben vendégeskedtek. Később azonban ott is maradtak, mert a porosz-osztrák háború idején egyszerűen hadizsákmány lett belőlük.
Az állatok többségét a részvényesektől befolyt tőkéből, tehát pénzért vásárolták. Részint állatkereskedőktől, részint más állatkertektől. Sőt, az az ekkoriban csődbe jutott Bécsi Állatkertből (nem a schönbrunni kertről van szó, hanem egy magánkezdeményezésként létrejött állatkertről, amely néhány évig működött a bécsi Praterben) is megvásárolták a legjobb, legértékesebb állatokat. Egyébként Schönbrunnból, a császári állatseregletből is érkeztek állatok, ezeket azonban maga az uralkodó, Ferenc József ajándékozta a Pesti Állatkertnek. Az Állatkert ügye 1866 nyarára végre célegyenesbe fordult, s lassan elérkezett a megnyitás ideje.
