D’un jardin d’agrément à un parc animalier
A la fin du XIXème siècle, La Chaux-de-Fonds n’est plus un village et se transforme en une vraie ville de 25'000 habitants, avec tous les équipements que cela implique : eau courante, gaz, téléphone, écoles, hôpital, églises, musées, théâtre… De nombreuses sociétés locales naissent à cette époque, autour desquelles s’organisent la vie sociale et les loisirs. L’une d’entre elles, la Société d’embellissement, veut améliorer le visage et l’équipement récréatif de La Chaux-de-Fonds. En 1889, elle achète un coin de forêt vallonné au dessus de la limite nord de la ville, le Bois du Petit-Château, et confie son aménagement au jardinier-paysagiste Charles Mattern. En 1891 le parc, d’un périmètre de 18'850 m2, est remis à la ville. Trois extensions successives l’amèneront à son étendue actuelle de 31'000 m2, soit près du double de la surface initiale.
En 1947, une donation de M. Morf, propriétaire du terrain situé au nord du parc, permet la création de la place de jeux et du bassin, qui tiendra lieu de piscine communale jusqu’à la construction de la piscine des Mélèzes dans les années 50. En 1955, l’achat d’un terrain de 7'710 m2 au même propriétaire permet de construire des enclos et des installations d’exploitation supplémentaires. En 1979 enfin, une nouvelle parcelle de 2'200 m2 au nord de l’ancien-Stand donne lieu à la création d’un enclos de libre circulation, favorisant un contact direct avec les animaux. C’est également sur cette parcelle qu’est transféré le vivarium communal entre 1988 et 1989.
D’un parc animalier à un véritable parc zoologique
À son ouverture, le parc, n’était guère équipé que de bancs publics. Très vite cependant, on y réalise des aménagements destinés à l’hébergement d’animaux. Les premières constructions consistent en une volière, mise en place en collaboration avec la Société d’ornithologie, et un enclos pour les daims, créé avec le concours de la société de chasseurs Diana. Un chalet est aussi aménagé pour abriter des oiseaux de basse-cour, de même qu’une place et un kiosque à l’entrée principale du parc. Entre 1974 et 1990, des travaux de développement modifient considérablement l’aspect du parc et contribuent à en faire un véritable parc zoologique : nouvelles clôtures, transformation des constructions existantes pour leur permettre d’accueillir des rapaces, des lynx et des chats sauvages ; aménagement d’un enclos pour les loups ; création de l’enclos de libre circulation et construction de son écurie ; aménagement du chalet pour les gardiens ; constructions de plusieurs volières à pigeons et d’une série de cages pour ratons-laveurs, chien viverrins, chats sauvages et renards polaires ; agrandissement des divers enclos ; aménagement de places de pique-nique. En 1988, le vivarium s’installe dans cinq pavillons de bois à l’est du parc. En 1990, pour marquer le centenaire du Bois du Petit-Château, on construit et met en service un bassin à loutres, permettant l’introduction au Bois d’une espèce particulièrement intéressante et sérieusement menacée.