На свое нынешнее место зоопарк переехал в 1937 году. В 1941 году, во время обороны Одессы, на территории зоопарка находились подсобные хозяйства зенитной батареи ПВО. Военные помогали животным, чем могли: косили траву, приносили хищникам мясо погибших лошадей, лечили раненых зверей. Когда был получен приказ оставить Одессу, эвакуировать зоопарк не было возможности. Основатель и директор зверинца Генрих Бейзерт остался в городе, получив приказ любой ценой сохранить животных.
Вскоре Одессу заняли оккупанты, и в зоопарк явилась румынская комиссия для инвентаризации зверинца в качестве трофея румынской армии, но помогать в содержании животных они отказались. Тогда, чтобы выжить, в зоопарке открыли трикотажную мастерскую, на доходы от которой сотрудники кормили животных и жили сами.
Незадолго до освобождения Одессы оккупанты приказали Бейзерту вывезти животных в Румынию, и предупредили: если не вывезет зверей, расстреляют и их, и всю его семью. И Бейзерт решил сделать вид, что выполняет приказ. Он погрузил на грузовик клетку со львом, но отправился не в Румынию, а долго колесил по дорогам области.
Через несколько часов он вернулся, в надежде, что оккупантов уже и след простыл, но в городе как раз шли бои. Машину Бейзерта остановил какой-то немецкий чин и стал обвинять его в невыполнении приказа. Но директор ответил, что одного льва он уже вывез, вот второго вывозит. И снова машина со львом кружила по дорогам области до глубокой ночи, пока в город не вошли наши солдаты. Тогда Бейзерт вернулся и водворил клетку со львом-путешественником на место. Через два дня зоопарк открыл свои двери для одесситов. В то время здесь содержалось 30 видов млекопитающих и 21 разновидность птиц.
