1907-ben az Állatkert tulajdonjogát és működtetését a feloszlatott Állat- és Növényhonosító Társaságtól Budapest Székesfőváros vette át. A szándék az volt, hogy az Állatkert színvonalát egy nagyobb rekonstrukcióval, sőt, a kert teljes újjászervezésével jelentősen megnöveljék, a fővároshoz méltóvá tegyék. Előbb azonban a napi feladatok ellátásáról kellett gondoskodni. Gyorsan kineveztek tehát az Állatkert élére egy új igazgatót a kiváló fővárosi állatorvos, Rátonyi Zoltán személyében. Rátonyi feladata az volt, hogy a feloszlatott társaságtól átvett állatállományról való gondoskodást, és egyáltalán a napi feladatok ellátását irányítsa. Az új igazgató ennek nagyszerűen meg is felelt, sőt, az állatok szaporításának kérdését tudományos alapossággal tanulmányozta. Megfigyelését évekkel később könyv formájában is kiadta.
Az Állatkert napi üzemeltetése így megfelelő kezekbe került, ám maga a kert mind a gyűjteményt, mind az épületeket tekintve elég rossz állapotban volt. Ráadásul a terület nagy részén a korábban bezárt Ős-Budavár elhagyott kulissza épületei terpeszkedtek. Volt tehát teendő bőven.
Az első feladat a Wampetics-féle vendéglő szerződésének újratárgyalása volt. A feloszlatott társaság által a vendéglőssel között szerződés ugyanis az új helyzetben már nem volt előnyös. Végül tíz évre terjedő bérleti szerződésben sikerült megállapodni. A bérleti díj 16 ezer korona volt, s a szerződésből kikerült a vendéglő működtetésére vonatkozó kizárólagos jog, vagyis ezután az Állatkert belső területén a Wampeticstől függetlenül is lehetett vendéglőt nyitni. Bár a szerződést az Állatkert még Wampeticcsel kötötte meg, 1910-ben a bérletet Gundel Károly vette át: ettől kezdve hívták a vendéglőt Gundel étteremnek.
Ugyancsak foglalkozni kellett az Ős-Budavár és a cirkuszépület problémakörével is, amely igen bonyolultnak ígérkezett. Az eredeti elképzelés ugyanis az volt, hogy a korábban bezárt Ős-Budavár területéről a romos építményeket egyszerűen eltakarítják, és az máris felszabadul az újjászülető Állatkert állattartó terei számára. A területre azonban szemet vetettek a mutatványosok is, akik számára akkoriban a Városligetnek az az övezete volt kijelölve, ahol ma a Széchenyi Gyógyfürdő épülete áll. A fürdő építése éppen ebben az időszakban került napirendre, a mutatványosoknak tehát menniük kellett. A bezárt Ős-Budavár által elfoglalt terület azonban az Állatkert területe volt, amelynek fejlesztését mindenképpen szerette volna a főváros. Ugyanakkor a fürdő építése miatt korábbi helyükről kiszoruló mutatványosokat is el kellett valahol helyezni. A városatyák a problémát úgy oldották meg, hogy az Állatkert eredeti telkének legvégét, a Hermina úti sávot jelölték ki a mutatványosok új helyeként. Ezt a zónát hivatalosan külső mutatványos telepnek nevezték, a köznyelv azonban – ahogy a mutatványosok csoportosulásait általában – egyszerűen csak vurstlinak hívta. A mutatványosok számára átadandó területet azért pont a Hermina úti sáv mentén jelülték ki, hogy ne törje meg az Állatkert többi területének egységét. Persze ez azért így is veszteséget jelentett a kert eredeti területéhez képest, ám a városatyák a veszteséget azzal a rendelkezéssel ellensúlyozták, hogy a vurstli vállalkozói a területért járó bérleti díjat az Állatkert pénztárába tartoztak befizetni.
A mutatványosok ügyének rendezéséhez szorosan kapcsolódott a cirkusz épületének kérdése is. Az Állatkert területén álló állandó cirkuszépület ugyanis nem a legszerencsésebb helyen állt. Ennek orvoslása érdekében az egész vasszerkezetű épületet jó száz méterrel keletebbre helyezték át, hogy az Állatkert sarkában, épp a mutatványos telep mellett álljon, és ne szabdalja szét feleslegesen a kifejezetten állatkerti funkciókra fenntartott terület egységét. Mivel ez még mindig az Állatkert telke volt, Beketow Mátyás, a cirkusz bérlője évenként 18 ezer, majd később 24 ezer korona bérleti díjat tartozott befizetni a kert pénztárába.
A fenti módon tehát mind az étterem, mind a cirkusz, mind a mutatványosok dolgát sikerült rendezni, oly módon, hogy azok az általuk fizetett bérleti díjakkal az Állatkert számára bevételt is jelentettek. Emellett sikerült a kert területén egy egységben több mint 11 hektárnyi területet kifejezetten az állatkerti funkciók számára fenntartani és biztosítani.
A következő lépés az volt, hogy ezen a területen egy olyan Állatkert jöjjön létre, amely valóban méltó volt Budapesthez. Ez különösképpen a nagy városfejlesztőnek, Bárczy István akkori polgármesternek, későbbi főpolgármesternek volt a szívügye, de általában elmondható, hogy a városatyák mindegyike helyeselte a főváros tulajdonába került Állatkert nagyarányú fejlesztését. Első lépésként 1.212.000 aranykoronát szavaztak meg a fejlesztésekre, a tervek kidolgozására pedig egy 14 fős bizottságot hoztak létre Bódy Tivadar elnöklete alatt. A bizottságon belül három személyt egy-egy fontos terület fő felügyelőjének jelöltek ki: Kovách Aladár a nagyközönség általános kívánalmainak érvényesülésére ügyelt, Lendl Adolf a zoológiai, illetve szakmai program kidolgozásáért volt felelős, Neuschloss Kornél pedig az összes építkezések és technikai munkák felülvizsgálatára kapott megbízást. A mérnöki munkálatok irányítója Végh Gyula, a Székesfővárosi Mérnöki Hivatal mérnöke volt, a kertészeti terveket a főváros főkertésze, Ilsemann Keresztély készítette.
A tervezés során egyrészt figyelembe vették a területen álló nagyobb fák elhelyezkedését, valamint tekintettel kellett lenni az Állatkert szomszédságából, a vasút felől jövő zajra, füstre és koromra is, amely a gőzvontatás korában egészen más dimenziókat öltött, mint manapság. Az Állatkertnek a vasúttal szomszédos szegélyén egyrészt egy támfal épült, másrészt ahol csak lehetett, a terepszintet is megemelték, s a fákat is úgy ültették, hogy a vasút felőli oldalon a fák lombkoronájukkal valamennyire megfogják a légszennyezést. A sétányok és a közművek hálózatának tervét Végh Gyula készítette el.
Az egyes állatok bemutatóhelyeinek kijelölésekor Lendl Adolf a rendszertani bemutatást választotta általános rendezőelvnek. Az állatkertekben ugyanis gyakran valamilyen előre meghatározott tematika alapján kerülnek egymás mellé a különféle állatok. Az persze nem minden állatkertre igaz, mert sok helyen nem egyszerre terveztek meg egy egész állatkertet, hanem a különböző állatok férőhelyei fokozatosan, lépésről lépesre épültek ki, mindig ott, ahol éppen hely volt. Abban az esetben viszont, ha egy állatkert létesítésekor vagy rekonstrukciójakor lehetőség nyílott nagyvonalú megoldásokra, általában valamilyen rendezőelvet követtek. Münchenben például kontinensek szerint csoportosították a különféle állatokat, Budapesten viszont ekkoriban a rendszertani alapú bemutatás mellett döntöttek. Vagyis a kert területén belül meghatározott helyet jelöltek ki a halak, a kétéltűek és a hüllők, vagy éppen a madarak számára. A legnagyobb tér természetesen az emlősöknek volt fenntartva, de ezen belül is külön helyet kaptak a majmok, a nagyragadozók, a „vastagbőrűek” és a többi állat is.
Az egyes állatok férőhelyének kialakításában a Hagenbeck-féle elveket kívánták követni. Az állatkerti állattartásban ugyanis korábban az volt a jellemző, hogy a különféle állatokat ketrecekben, illetve karámokban tartották. A 20. század elején azonban forradalmi változásokra került sor az állatkerti állatbemutatásban, amelyek nagy része a neves állatkereskedő és idomár, Carl Hagenbeck nevéhez kötődik. Hagenbeck ugyanis egyéb tevékenysége mellett Hamburg Stellingen nevű városrészében létrehozott egy állatkertet is, amely éppen 1907-ben nyitotta meg a kapuit. Ebben az állatkertben Hagenbeck számos újszerű elképzelést valósított meg. Például azt, hogy az állatokat nem rácsokkal és kerítésekkel, hanem száraz- és vizesárkokkal, megmászhatatlan műsziklákkal választotta el egymástól és a közönségtől.
A nagyszabású terveket látva a városatyák az eredeti költségvetési előirányzatot jelentőségen kibővítették, főleg annak nyomán, hogy a tervbe bekerült egy pálmaház kialakítása is. A menet közbeni módosításokkal együtt végül több mint négymillió aranykoronát biztosítottak az Állatkert megújítására.
1909 tavaszára tehát már megvoltak a tervek. Meg lehetett kezdeni az új állatházak és a műsziklák felépítését, valamint a meglévő igencsak szegényes állatállományt kiegészítve benépesíteni az újjászülető Állatkertet. Minderre az 1909-től 1912-ig tartó időszakban került sor.
A következő lépés a tervezett új épületek, építmények, létesítmények felépítése volt. Erre az időre, vagyis az 1909-től 1912 tavaszáig tartó időszakra az Állatkertet bezárták, hiszen az építkezések a kert teljes területére kiterjedtek. A korábbi épületek közül csak a zenepavilon, illetve a Bagolyvár maradt meg, bár ez utóbbit is új helyre költöztették, és némileg át is építették. A régi állatházakat és pavilonokat azonban mind elbontották, s helyükre teljesen új építményeket emeltek.
Az épületek legnagyobb részét két fiatal, tehetséges, de akkor még igen fiatal építész, Kós Károly és Zrumeczky Dezső tervezte. Kós és Zrumeczky annak a Neuschloss Kornélnak volt a tanítványa, aki az Állatkert újjászületésének műszaki és építészeti részét irányította, vagyis Neuscloss tanárként és mentorként biztosított lehetőséget a két fiatal építésznek. A Kós és Zrumeczky által tervezett épületek többsége a „fatornyos” erdélyi népi építészet világát, különösen a Kalotaszegre jellemző formakincset idézte meg, bár állatkerti épületeik között akadtak olyanok is, amelyeket inkább a távoli tájak egzotikus építészete ihletett. Az épületek jó része ma is megvan, bár némelyiküknek a funkciója és neve is megváltozott az idők során. Kós és Zrumeczky majomháza például ma a Madagaszkár-ház nevet viseli, a madarak számára épített ház pedig, amelynek fatornyai a magyarvalkói református temploméra emlékezetnek, az újabb időkben Ausztrálházként működik. Néhány épület azóta elpusztult, így a zsúpfedeles struccházra ma már csak régi fotók emlékeztetnek.
Két épületet, a Főkaput és az Elefántházat maga Neuschloss Kornél tervezte meg. Természetesen díjmentesen, minden honoráriumról lemondva, hiszen máskülönben összeférhetetlenség merült volna fel az ügyben. A Főkapu kőelefántjaival, cikkelyes álkupolájával, Maugsch Gyula által készített szobraival és Róth Miksa nevével fémjelzett mozaikdíszével az elmúlt száz évben Állatkertünk egyik jelképévé lett. De az Elefántház sem kevésbé emblematikus épület, annál is inkább, mivel jól példázza azt a 20. század elején világszerte divatos gondolkodásmódot, amely az állatkerti épületek tervezését akkoriban jellemezte. A legtöbb építész ugyanis ebben az időben olyan stílusú állatházakat igyekezett az egzotikus állatok számára megálmodni, amelyeken az ott látható állatok őshazájára jellemző építészeti stílus jellegzetességei elevenednek meg. A kupolás Elefántház éppen ezért lett orientális, keleties hatású, ötvözve a bizánci, az ottomán és a mogul építészet formakincsét, egyfajta sajátos, szecessziós felfogásban.
A Pálmaház terveit Végh Gyula fővárosi mérnök készítette, Räde Károllyal és Ilsemann Keresztéllyel együttműködésben. A nyeregtetős, illetve parabolikus tetejű központi csarnokból, a hozzá kapcsolódó hat oldalszárnyból, illetve egy fedett kávézóból álló építmény alagsorában a tengeri és édesvízi akváriumot, Magyarország első jelentősebb nyilvános akváriumát alakították ki.
A legnagyobb érdeklődés talán az állatkerti műsziklák, vagy – ahogy akkoriban nevezték – a két „kősziklahegy” építését kísérte. E tekintélyes méretű mesterséges sziklákat az 1907-ben megnyílt hamburgi Hagenbeck Állatparkban látottak alapján vették fel a tervek közé, így „Hagenbeck-stílben” épülő kősziklahegyről beszéltek. Az eredeti ötlet azonban nem Carl Hagenbecktől, hanem egy svájci szobrásztól Urs Eggenschwylertől ered. Ő kereste meg Hagenbecket azzal az elgondolással, hogy a készülő hamburgi állatkertben mesterséges sziklaépítményekkel lehetne tagolni a teret, ráadásul a műsziklák számos állat elhelyezésére is alkalmasak lennének.
A budapesti sziklák tehát elvileg a hamburgiak mintájára készültek, de szó sem volt szolgai utánzásról, csupán az alapötlet átvételéről. A megvalósításban azonban igyekezték felülmúlni Hagenbecket. A sziklaépítmények vasbeton szerkezetét Végh Gyula tervezte, a felszín megmintázása Benke Gyula szobrászművész csapatának munkája volt. A mesterséges sziklafelszín kialakításához segítségül hívták a Magyar Állami Földtani Intézet szakembereit is, akik abban működtek közre, hogy a cementbeton felszín minél inkább hasonlítson egy természetes geológiai képződményre. A Nagysziklának ráadásul természetes „modellje” is volt: az erdélyi Hagymás-hegységben álló Egyes-kő.
A tulajdonképpeni építkezés 1909 nyarán már javában folyt. Az épületek egy része késő őszig tető alá került, igaz, voltak olyan épületek, amelyek kivitelezése csak ezután kezdődött meg. A műsziklák építésének legfőbb feladatai is az 1909-es évre, a befejező munkálatok pedig a következő esztendőre jutottak. A Schmaus József és Pohl György vezette építkezésen volt, hogy egyszerre több száz munkás dolgozott, méghozzá nemcsak nappal, hanem villamos világítás mellett egészen éjfélig. Az ilyesmi egy építkezésen akkoriban nagy szó volt, hiszen Budapesten éppen ebben az évben, 1909-ben jelent meg az elektromos közvilágítás. Az alapozás után az első munka a zsaluzat összeácsolása, illetve a betonvasak összeállítása volt. Az így előkészített zsaluzatba öntötték be a betont, ám azt nem a ma igen elterjednek számított betonágyukkal öntötték be (hiszen ilyesmi akkoriban nem létezett), hanem kézzel, vödrök segítségével. Még a 34 méter magas Nagyszikla vázának tetejére is ilyen módon vödrözték fel a betont. A betöltött anyag megkötésére hatheti időt hagytak, ekkor távolították el a deszkazsaluzatot. Miután a kősziklahegy váza már állt, megkezdődhetett a felület kialakítása. A sziklafelszín fő geometriáját ujjnyi vastag vaspálcákból álló váz adta meg, amelyre több mint 20 ezer négyzetméternyi sodronyhálót húztak fel. Erre a vázra hordták fel a cementpépet, amelybe – hogy kötéskor ne repedezzen – előzőleg mangalica szőrt kevertek. A felszín kialakítását a szobrászok, Benke Gyula és munkatársai irányították a MÁFI már említett geológusaival együtt.
Lassacskán nemcsak a Nagy- és a Kisszikla, hanem az Állatkert többi új épülete, építménye, létesítménye is elkészült. Ahhoz azonban, hogy az újjászületett intézményt újra megnyissák a közönség előtt, még be is kellett népesíteni az újonnan elkészült állattartó tereket.
