1977
Tras dos años de estar abierto al público sin mucho éxito y en manos de otro propietario, José Ignacio Pardo de Santayana adquiere el zoo para iniciar el más importante de sus sueños. Se amplía la colección de especies de la fauna ibérica y se introducen otras nuevas como el Bisonte europeo, los mapaches, castores y diversas especies de aves tropicales.
1978 - 1980
1981 - 1985
El Zoo comienza a crecer en extensión para albergar a felinos, primates y corzos. Se inicia la construcción del ACUATERRARIO.
1986
Se amplía el Zoo con la compra de 9.000 metros cuadrados donde se construyen nuevas instalaciones para Bisontes, Osos pardos, Gamos, Antílopes, etc...y 10 nuevos estanques para aumentar la colección de Anátidas (hoy una de las más importantes de España), albergar una colonia de flamencos de Africa, flamencos de Chile, etc... También se mejoró la Pajarera de Garzas, Martinetes, Cigueñas, ...doblando su altura y multiplicando por cuatro sus superficie.
1989
Se abre al público el primer Insectario Tropical y el Jardín de las Mariposas de España, actualmente el único existente en la Península, un Aviario Tropical dedicado a Aves exóticas. Se dota al Zoo de un quirófano perfectamente equipado.
3ª etapa (Años 90)
1992
Se amplia el Zoo con la compra de 15.000 metros cuadrados de terreno en los que se construye una Granja de Animales Domésticos con fines didácticos. Se construyen nuevos estanques para flamencos, patos, etc. y se reforman las instalaciones de los gamos. Se abre al público un Cafetería con terraza llamada "La Serreta". También se inicia con éxito el "Club de Amigos del Zoo", y comienza a funcionar el Plan de Apadrinamiento de Animales".
1993 - 1995
Se crea un Programa Educativo, con visitas educativas guiadas. El Zoo comienza a participar en un prestigioso Programa Internacional de Cría en Cautividad EEP (Endangered Species Programme), que permite las mejoras genéticas y de conservación de especies protegidas y amenazadas, así como el intercambio internacional de especies en peligro de extinción. También se integra en el programa ARKS-ISIS (un programa informático que permite a los mejores Zoos de el mundo estar en contacto). Se construye la Galería Amazónica, con 8 modernas instalaciones para albergar Titíes y Tamarinos (los primates más pequeños del mundo), y 3 grandes instalaciones para primates de gran tamaño. Algunas de estas especies, en Peligro de Extinción son cedidas por destacados Zoos Europeos al Zoo de Santillana, para su Cría en Cautividad. Así llegan en Diciembre del 94, del Zoo de Bristol, una pareja de Orangutanes de Sumatra (especie en gravísimo peligro de extinción) y a los 9 meses de su llegada nace "María", la primera orangutana de Sumatra de España y una de las pocas de Europa, es el último gran éxito de reproducción conseguido en cautividad en España. En Agosto del 95 se inauguró la segunda planta del acuario, con 8 nuevos terrarios para grandes reptíles. En Julio del 96 se inauguraron dos nuevas instalaciones para primates de tamaño medio.
4ª etapa (Repoblación)
2000 - 2002
Llegan los Leones Asiáticos (Pantera leo persica), una especie protegida y en grave peligro de extinción que es acogida por el Zoo de Santillana dentro de los programas E.E.P. El León Asiático está considerado por el Fondo Mundial para la Conservación de la Naturaleza como uno de los felinos más amenazados de extinción del planeta.
Nace una Pantera de las Nieves (Pantera uncia), sus padres llegaron al Zoo dentro de los programas E.E.P., que dieron sus frutos de aumentar esta rara especie con el nacimiento del pequeño "Selús".
"Animales y Medio Ambiente", el exitoso programa de radio que dirige y presenta José Ignacio Pardo de Santayana en Radio-5 de Radio Nacional de España, emite el número 1.000.
El director del Zoo publica un libro: "El beso del Chimpancé" con la editorial Aguilar. El libro recoge 50 historias sacadas del contacto directo con la vida de los animales del Zoo, distribuídas en 6 capítulos.
El Zoo celebra el 25 Aniversario, un cumpleaños muy especial al que acude toda la prensa, los socios del Club de Amigos, los "padrinos" de los animales y el Sr. Alcalde de Santillana con toda la corporación municipal.
En la celebración del 25 Aniversario el director presenta su proyecto más inmediato: El Parque Cuaternario.
5ª etapa (Parque cuaternario)
2003
Recreación de la flora y la fauna del Altamira del Período Cuaternario en la que podrán contemplar muy de cerca, y en el mismo sitio que el hombre de Altamira, la fauna que cazó e inspiró su arte rupestre. Toda la cartelería de esta nueva área esta diseñada asociando las representaciones halladas por los arqueólogos de cada animal en el arte del periodo Paleolítico superior con el correspondiente animal vivo y que los visitantes pueden ver en el Zoo.