Музей возник из Кабинета Естественной Истории, или "Натурального кабинета", полагавшегося университету по уставу 1804 года, и первоначально состоял из зоологических, ботанических и минералогических коллекций, помещавшихся в университетской библиотеке. Она располагалась в нижнем этаже юго-восточной стороны главного здания. Однако сами эти коллекции имеют более раннее происхождение.

В конце XVIII столетия князь Г.А.Потёмкин-Таврический по распоряжению Екатерины II планировал создать университет в Екатеринославе. Для него собирались коллекции животных, растений и минералов. Случилось так, что они по указу Павла I в 1798 году были переданы Казанской гимназии, на основе которой создавался Казанский университет.

По отчёту 1819 года, составленному адъюнктом В.И.Тимьянским, в собрании кабинета имелись 133 номера млекопитающих, птиц, рептилий, рыб, членистоногих и червей. Именно это собрание несистематизированных экспонатов и положило начало музею.

Уже в 1806 году профессор К.Ф.Фукс начал читать курс зоологии и сравнительной анатомии тринадцати слушателям, среди которых находился и будущий известный писатель С.Т.Аксаков. Профессор Фукс стал первым заведующим музея. При нём были закуплены конхиологические собрания профессора К.И.Броннера, состоявшие из 578 раковин. Тогда же началось сотрудничество музея с таксидермистом Ф.А.Истоминым.

В становлении музея в 1823-1827гг очень большую роль сыграл член-корреспондент Петербургской академии наук и будущий почётный член Казанского университета профессор Э.И.Эйхвальд. При нём в музее появляется первое систематизированное поступление: зоологические и палеонтологические коллекции, собранные им самим во время экспедиции по Арало-Каспийской области, он организует Кабинет Сравнительной Анатомии - основу современного отдела беспозвоночных животных. Тогда же составляется "Опись вещей, принадлежащих Зоологическому Кабинету Императорского Казанского Университета", которая становится первым систематизированным каталогом коллекции.