1900-1917 W następnych latach ogrodem zarządzali różni dyrektorzy, sytuacja finansowa instytucji oraz dobrostan zwierząt pogarszały się, część okazów została przeniesiona do moskiewskiego zoo. Ogród zoologiczny podupadł i został zamknięty w 1909 r. lewo|mały|210x210px|Brama petersburskiego zoo zaprojektowana przez N. Stukowa, ok. 1910 r. We wrześniu 1910 r. nowym dyrektorem zoo został artysta dramatyczny Siemion Nowikow. W czasie jego kadencji w zoo rozpoczęto remont klatek i budynków, budowę nowych wybiegów oraz wykopano staw dla ptactwa wodnego. Nowikowowi udało się także pozyskać nowe zwierzęta. Zoo ponownie otwarto w sezonie letnim 1911 r..
1917-1941 W 1917 r. po rewolucji bolszewickiej ogród zoologiczny został znacjonalizowany. Po przejęciu z rąk prywatnych do państwowych w zoo zwiększono nacisk na działalność naukową. Do zarządzania ogrodem powołano Radę Naukową, działającą w latach 1918-1941. W skład rady wchodzili nie, jak wcześniej, biznesmeni, a naukowcy, tacy jak Walentin Bianchi, Walentin Dogel i Leon Orbeli. Pod nowym kierownictwem utworzono bibliotekę, wysyłano ekspedycje naukowe oraz utworzono Koło Młodych Zoologów. W latach 1930-1940 prowadzono rozmnażanie niedźwiedzi polarnych, w okresie tym na świat przyszło 40 osobników.