Powolna odbudowa zaczęła się po 1945 roku. Był to okres, gdy badacze zatrudnieni w zoo eksperymentowali z próbami krzyżowania gatunków, m.in. różnych rodzajów psów i wilków, szakali z dingo czy zebry z kucem. Prowadzono także badania nad odpornością zwierząt na temperatury, okazało się, że lwy przy odpowiedniej diecie mogą przetrzymać nawet temperaturę –40 stopni Celsjusza. Zwierzęta przechowywano w bardzo złych warunkach. Część budynków nie była przystosowana do tego typu działalności, inne nie były remontowane od lat. Jeszcze w 1947 zaprojektowano zupełnie nowe zoo, nowoczesne jak na owe czasy; plan zyskał aprobatę Sowieckiego Ministerstwa Kultury (architekci i planiści otrzymali nawet nagrody za swoją pracę), ale, jak się wkrótce okazało, na budowę nowego zoo nie znaleziono żadnych środków. Fundusze, w kwocie 3 milionów rubli, pojawiły się dopiero w 1959 roku, co pozwoliło na przeprowadzenie w latach 1960–1965 gruntownego remontu i unowocześnienia Swierdłowskiego Ogrodu Zoologicznego.