然而，第二次世界大战期间，受到战争影响，园内动物曾被移往台北圆山动物园寄养，动物园的发展也因此一度中断。
战後，随着新竹市公园管理所成立，园方逐步修复动物栏舍及相关设施，重新展开动物饲养与展示工作。
民国46年1957年，旅居日本大阪的华侨何国华先生开始捐赠各种动物给新竹市，为动物园带来新的发展契机。後续园方也持续扩充动物种类及改善饲养环境。
民国49年1960年，动物园开始扩充修建动物栏舍，并完成全台首座天然猛兽放饲场，让动物展示空间逐渐扩大。
当时园内曾经饲养大象、狮子、河马、鳄鱼及其他珍禽异兽，吸引许多民众前来参观，逐渐成为北台湾重要的观光景点。
其中，园方曾以猴子与日本动物园交换取得北极熊，成为当时全台唯一饲养北极熊的动物园，吸引大量游客前来观赏。
民国60年1971年7月1日，新竹市立动物园获得台湾省政府核准，脱离新竹市公园管理所的管辖，正式成为行政机关，名称为「新竹县新竹市立动物园」。
民国71年1982年，随着新竹市升格为省辖市，动物园也改制为现在的「新竹市立动物园」。
随着时代进步，传统动物园以笼舍展示动物的方式，逐渐面临动物福利及饲养环境方面的挑战。
因此，从民国91年2002年起，园方陆续进行部分笼舍整修，开始朝向开放式空间及生态栖地的方向调整，希望让动物拥有更符合生活需求的环境。
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