Этап №1: Зоологический сектор Казахстанского филиала Академии наук СССР
Сергей Иванович Снигиревский
1932-1934
Кандидат биологических наук
Леонид Михайлович Шульпин
1934-1935
Доцент кафедры зоологии позвоночных животных
Алексей Андреевич Бялыницкий-Бируля
1935-1936
Член-корреспондент АН СССР, арахнолог
Александр Васильевич Афанасьев
1938-1943
Доктор биологических наук, териолог и зоогеограф
Этап №2: Институт зоологии КазССР
Валентин Александрович Догель
1943-1946
Член-корреспондент АН СССР, доктор биологических наук, профессор. Первый директор.
Аркадий Андреевич Целищев
1946-1950
Доктор биологических наук, профессор
Илларион Григорьевич Галузо
1951-1967
Академик АН КазССР, доктор биологических наук, профессор
Аркадий Александрович Слудский
1967-1971
Член-корреспондент АН КазССР, доктор биологических наук, профессор
Евгений Васильевич Гвоздев
1971 – 1988
Академик АН КазССР, доктор биологических наук, профессор
Анатолий Михайлович Дубицкий
1989-1991
Доктор биологических наук, профессор
Этап №3: Институт зоологии КН МНВО РК
Турганбай Нурланович Досжанов
1991-1994
Член-корреспондент НАН РК (позже академик), доктор биологических наук, профессор
Аманкул Бекенович Бекенов
1995-2003
Доктор биологических наук, профессор
Мелдебеков Алихан Мелдебекович
2003-2008, 2008-2013, 2013-2017
Академик НАН РК, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Блок Шайкенович Шайкенов
2008
Доктор биологических наук
Сулейменов Маратбек Жаксыбекович
2018
Кандидат ветеринарных наук, профессор
Роман Васильевич Ященко
2013, с 2018 г. по настоящее время
Доктор биологических наук