1-ші кезең: КСРО Ғылым Академиясының Қазақстандық филиалының зоологиялық секторы
Сергей Иванович Снигиревский
1932 – 1934
Биология ғылымдарының кандидаты
Леонид Михайлович Шульпин
1934 – 1935
Омыртқалылар зоологиясы кафедрасының доценті
Алексей Андреевич Бялыницкий-Бируля
1935 – 1936
КСРО Ғылым академиясының корреспондент-мүшесі, арахнолог
Александр Васильевич Афанасьев
1938 – 1943
Биология ғылымдарының докторы, териолог және зоогеограф
2-ші кезең: ҚазКСР Зоология институты
Валентин Александрович Догель
1943 – 1946
КСРО Ғылым академиясының корреспондент-мүшесі, биология ғылымдарының докторы, профессор. Бірінші директор.
Аркадий Андреевич Целищев
1946 – 1950
Биология ғылымдарының докторы, профессор
Илларион Григорьевич Галузо
1951 – 1967
ҚазКСР ҒА академигі, биология ғылымдарының докторы, профессор
Аркадий Александрович Слудский
1967 – 1971
ҚазКСР ҒА корреспондент-мүшесі, биология ғылымдарының докторы, профессор
Евгений Васильевич Гвоздев
1971 – 1988
ҚазКСР ҒА академигі, биология ғылымдарының докторы, профессор
Анатолий Михайлович Дубицкий
1989 – 1991
Биология ғылымдарының докторы, профессор
3-ші кезең: ҚР ҒЖБМ ҒК «Зоология институты»
Турганбай Нурланович Досжанов
1991 – 1994
ҚР ҰҒА корреспондент-мүшесі (кейінірек академик), биология ғылымдарының докторы, профессор
Аманкул Бекенович Бекенов
1995 – 2003
Биология ғылымдарының докторы, профессор
Алихан Мелдебекович Мелдебеков
2003 – 2008, 2008 – 2013, 2013 – 2017
ҚР ҰҒА академигі, ауыл шаруашылығы ғылымдарының докторы, профессор
Блок Шайкенович Шайкенов
2008
Биология ғылымдарының докторы
Сулейменов Маратбек Жаксыбекович
2018
Ветеринария ғылымдарының кандидаты, профессор
Роман Васильевич Ященко
2013, 2018 жылдан бастап қазіргі уақытқа дейін Биология ғылымдарының докторы