2-я половина 19 в. в России характеризуется распространением и дальнейшей разработкой дарвинизма. В результате исследований А. О. Ковалевского и И. И. Мечникова, В. В. Заленского, В. Н. Ульянина и др. русская эмбриологическая школа заняла ведущее место в мире. Углубляются исследования в области фаунистики и систематики разных групп животных. Н. В. Насонов в 1911 основал издание серии монографий под общим названием «Фауна России и сопредельных стран» (издание продолжается в советское время под названием «Фауна СССР»).
Публикуются теоретические исследования в области систематики (среди них — работы А. П. Семёнова-Тян-Шанского) и зоогеографии (в т. ч. ряд крупных работ М. А. Мензбира). В конце 19 и начале 20 вв. появляется ряд руководств и учебников, весьма способствовавших распространению и развитию зоологических знаний: «Биологические основы зоологии» (1900) и «Курс сравнительной анатомии позвоночных животных» (1905) В. М. Шимкевича, «Учебник зоологии и сравнительной анатомии» (1905) и «Краткий курс энтомологии» (1890) Н. А. Холодковского, «Учебник зоологии» Н. В. Бобрецкого (1897) и др. В. А. Вагнер начинает исследования по сравнительной зоопсихологии, В. Т. Шевяков работает в области протозоологии.
В дореволюционной России развитие З. (как и др. наук) было сосредоточено преимущественно в немногих университетских городах. Во всей Сибири существовал лишь один центр науки — Томский университет. Роль Академии наук в развитии З. сводилась к работе в области систематики и фаунистики, которую вели в Зоологическом музее в Петербурге (долгие годы его возглавлял Н. В. Насонов) и в т. н. Особой зоологической лаборатории, возглавлявшейся в конце 19 в. А. О. Ковалевским.
После Октябрьской социалистической Революции в СССР возникает много новых научных центров, где ведутся зоологические исследования. В науку внесена плановость; разработка проблем З. подчиняется задачам народно-хозяйственного плана. Быстрыми темпами в университетах (число их с 1917 по 1970 увеличилось в 5 раз) и в др. вузах (педагогических, лесотехнических, с.-х.) осуществляется подготовка кадров зоологов, число которых за годы Советской власти возросло в 8 раз. В системе АН СССР ведущее учреждение — Зоологический институт с Зоомузеем (Ленинград); ряд московских академических институтов: институт эволюционной морфологии и экологии животных им. А. Н. Северцова, Палеонтологический институт, Лаборатория гельминтологии, институт биологии развития, институт океанологии, а также институт биологии внутренних вод (Рыбинское водохранилище), Мурманский морской биологический институт, Биологический институт Сибирского отделения АН СССР (Новосибирск), институт биологии моря (Владивосток), институт экологии растений и животных (Свердловск). В составе АН всех союзных республик имеются зоологические учреждения: институты зоологии (например, на Украине), комплексные институты зоологии и ботаники или институты биологии. Отделы или лаборатории З. входят также в состав всех филиалов АН СССР. Крупный зоологический центр в Москве — Зоологический музей МГУ.
Зоологические исследования морских животных ведутся в системе Всесоюзного научно-исследовательского института рыбного хозяйства и океанографии (ВНИРО) с филиалами. Государственный научно-исследовательский институт озёрного и речного рыбного хозяйства (ГОСНИОРХ) изучает пресноводных животных, Всесоюзный институт защиты растений (ВИЗР) и его периферийные учреждения — насекомых и грызунов — вредителей сельского хозяйства. Важную работу в области З. ведут биостанции, заповедники и заказники, а также кафедры университетов, педагогических и с.-х. вузов. Специальные аспекты З. разрабатываются в системе АМН СССР и медицинских институтов.
Об успехах З. за годы Советской власти свидетельствуют крупные обобщающие сводки и руководства по различным разделам З.: 4 тома коллективного труда «Руководство по зоологии» (под редакцией Л. А. Зенкевича, 1937—51), «Сравнительная анатомия беспозвоночных» В. А. Догеля (т. 1—2, 1938—40), «Основы сравнительной анатомии беспозвоночных» (1944) В. Н. Беклемишева, «Курс зоологии позвоночных животных» Д. Н. Кашкарова и В. В. Станчинского (1935), «Основы общей ихтиологии» Е. К. Суворова (1940), «Курс общей энтомологии» (1949) Б. Н. Шванвича, «Основы сравнительной анатомии позвоночных» (1923) И. И. Шмальгаузена.
Ряд крупных работ советских зоологов посвящен общим вопросам филогении. В их числе монографии Н. А. Ливанова «Пути эволюции животного мира» (1955), Д. М. Федотова «Эволюция и филогения беспозвоночных животных» (1966), И. И. Шмальгаузена «Происхождение наземных позвоночных» (1964), А. В. Иванова «Происхождение многоклеточных животных» (1968). Углублённо изучаются морфо-физиологические закономерности эволюции животного мира. К этой области относятся исследования А. Н. Северцова, Шмальгаузена и их учеников. Особенно важными для понимания закономерностей эволюции животных на уровне тканей явились исследования А. А. Заварзина, разработавшего учение о параллелизме развития гистологических структур, а также работы Н. Г. Хлопина по эволюционой гистологии.
Большой интерес представляют работы П. П. Иванова, предложившего теорию первичной гетерономности метамерных животных. Успехам эмбриологии животных весьма способствовала его монография «Общая и сравнительная эмбриология» (1937), а также работа А. А. Захваткина «Сравнительная эмбриология низших беспозвоночных» (1949). Большое теоретическое и практическое значение имели исследования Б. Л. Астаурова и его школы по экспериментальному партеногенезу у насекомых.
Значительные успехи достигнуты в изучении морфологии, систематики и фаунистики отдельных групп животных. Зоологическим институтом АН СССР опубликовано свыше 200 томов в сериях «Фауна СССР» и «Определители по фауне СССР». Кроме того, зоологическими институтами АН СССР и АН союзных республик выпущено много сводок по региональным фаунам, т. е. животному миру отдельных областей или республик. К их числу относится, например, серия «Фауна України», издаваемая Зоологическим институтом АН УССР.
В области изучения простейших широко известны работы Догеля и его школы (Е. М. Хейсин, Ю. И. Полянский, А. А. Стрелков и др.). Книга Догеля «Общая протистология» (1951) удостоена Ленинской премии (1957). Большой вклад в познание паразитических простейших домашних животных внесён В. Л. Якимовым и его школой, паразитических простейших человека — Г. В. Эпштейном, П. Г. Сергиевым, Ш. Д. Мошковским. Фауна губок исследовалась П. Д. Резвым и В. М. Колтуном. Ряд работ по кишечнополостным принадлежит Д. В. Наумову. По свободноживущим ресничным червям, их морфологии и происхождению крупные исследования выполнены Н. В. Насоновым, В. Н. Беклемишевым, А. В. Ивановым.
Подробно изучены плоские паразитические черви, имеющие большое практическое значение как паразиты человека и животных. Б. Е. Быховским разработана система и филогения плоских червей (1937). К. И. Скрябин с сотрудниками создал многотомную сводку по трематодам. Ленточные черви изучались К. И. Скрябиным с сотрудниками, М. Н. Дубининой и др. Свободноживущим нематодам посвящены исследования И. Н. Филипьева; нематодам, паразитирующим у животных, — обширная литература (под редакцией К. И. Скрябина издана серия монографий «Основы нематодологии», т. 1—22, 1949—71); о нематодах — паразитах растений — обобщающие работы созданы А. А. Парамоновым с сотрудниками, Е. С. Кирьяновой. Среди кольчатых червей полихеты подробно изучены П. В. Ушаковым и В. А. Свешниковым. Малощетинковым кольчецам посвящена монография О. В. Чекановской (1962). По пиявкам обширные исследования выполнены Е. И. Лукиным с сотрудниками. Мшанки изучены относительно полно Г. А. Клюге и его учениками.