Seit Gründung der Universität im Jahre 1419 las der jeweilige professor medicinae auch die historia naturalis, je nach seinem Fachgebiet mehr zoologisch, botanisch oder pharmazeutisch gefärbt. Als erster Professor für Biologie (zoologia et botanica) kann Ludolph Christian TREVIRANUS gelten, der 1812 berufen wurde. Im Jahre 1838 richtete dann Friedrich Hermann STANNIUS ein "Institut für Vergleichende und Pathologische Anatomie und Physiologie" ein. Er wurde durch seine Arbeiten zur Physiologie der endokrinen Drüsen (vor allem der Fische) und zur Physiologie des Herzens weltberühmt. Durch die nach ihm als "Stannius-Ligaturen" benannten Abbindungstechniken gelang es ihm, die Regulation des Herzschlages durch die Erregungszentren am Herzen zu beschreiben. Einer seiner Nachfolger auf dem Lehrstuhl für medizinische Physiologie war (ab 1892) Oscar LANGENDORFF, der die Arbeiten zur Physiologie des Herzens fortsetzte. Durch seine Entwicklung neuer Versuchstechniken gelang es ihm, am isolierten, perfundierten Herzen Langzeit-Untersuchungen durchzuführen, die nicht nur wesentliche wissenschaftliche Einblicke in die Herz- und Kreislauf-Physiologie brachten, sondern auch helfen eine große Zahl von Tierversuchen zu vermeiden.

Der Übergang von der Medizin zur Biologie wurde von Franz Eilhard SCHULZE vollzogen, der zu seiner Zeit ein führender Zoologe war und vor allem die Schwämme und Hydrozoen bearbeitete. Er erhielt 1871 ein eigenes "Institut für Zoologie und vergleichende Anatomie" mit dem dann sein Nachfolger Hermann GRENACHER 1880 in das Gebäude des ehemaligen Oberappellationsgerichts umzog, in dem sich seitdem das Zoologische Institut befindet. Seit Gründung leiteten elf Direktoren das Zoologische Institut, darunter Alexander GOETTE, Hans SPEMANN, Karl v. FRISCH, Paul SCHULZE, Josef SPEK und Ludwig SPANNHOF.