Зоомузей университета возник из Кабинета Естественной Истории, полагавшегося учебному заведению по уставу. Однако история коллекций имеет более раннее происхождение. В конце XVIII столетия князь Потемкин-Таврический по распоряжению Екатерины II планировал создать Университет в Екатеринославе, для которого закупались коллекции животных, растений и минералов. По указу Павла I в 1798 году коллекции были переданы Казанской гимназии, на основе которой создавался Университет. В ту пору в ней имелось 133 экспоната. Именно с них и началась история одного из крупнейших зоологических музеев России.
Профессор Фукс был первым заведующим зоомузея, при нем были закуплены конхилогические собрания проф. Броннера, состоящие из 578 раковин.
Огромное значение в становлении зоомузея с 1828 по 1860 гг имела деятельность профессора Э.А.Эверсмана. При нем музей окончательно принял характер систематизированного собрания зоологических коллекций, насчитывающих к 1844 г 5735 предметов.
С 1860 г заведывание музеем принимает Н.П.Вагнер, профессор, известный зоолог, член-корреспондент Петербургской АН и самобытный писатель – автор уникальной книжки «Сказки кота мурлыки».
А.М.Бутлеров, один из замечательнейших русских ученых, химик, общественный деятель, ректор Императорского Казанского университета с 1860 по1863 гг. Еще студентом Бутлеров сильно увлекся ботаникой, зоологией и особенно энтомологией. Мало кто знает, но свою выпускную работу А.М.Бутлеров защищал именно по бабочкам Волго-Уральской фауны, за которую он получил степень кандидата. Свою коллекцию - 1151 экземпляра бабочек Бутлеров передал в дар Казанскому университету в 1881 г. В энтомологическом зале посетители музея могут познакомиться с фрагментом коллекции великого химика.
Пополнение коллекции зоомузея в середине IX века средиземноморскими беспозвоночными связано с работой ученых Казанского университета на Неаполитанской морской биологической станции. В этот период в музейных витринах появляется множество новых экспонатов. Среди них удивительная, светящаяся медуза – пелагия, переливающаяся всеми цветами радуги «Морская мышь», смертельно ядовитый португальский кораблик. Большая часть экспонатов «Неаполитанской» серии изготовлена руками знаменитых зоологов - профессоров Э.А Мейера, М.М. Усова и Н.А.Ливанова.
История преподавания ботаники и ботанических коллекций в Казанском университете ведется с 1805 г. Первые образцы сухих растений появились в Кабинете естественной истории при ученике К.Ф. Фукса В.И. Тимьянском. Часть этих материалов, датированных 1815-1817 гг., хранится в университетском гербарии и поныне.
На сегодняшний день гербарий Казанского университета включает в себя свыше 120 тысяч единиц хранения. В него входят коллекции таких известных ученых и коллекторов, как Э.А. Эверсман, Ф.И. Рупрехт, П.Я. Корнух-Троцкий, П.Н. Крылов, С.И. Коржинский, А.Я. Гордягин, К.С. Мережковский, и многих других.
Гербарий Казанского университета в 1960-1970-х гг. зарегистрирован в международной базе данных «The Index Herbariorum» под акронимом KAZ.
В 1991 г. часть коллекций кафедры ботаники была включена на правах Ботанического отдела в состав Зоологического музея. С 1997 по 2017 гг. Ботанический музей являлся отдельной структурной единицей университета. В феврале 2018 г. произошло объединение Зоологического и Ботанического музеев в единую структуру – Зоологический музей и гербарий им. Э.А. Эверсмана.