Powstanie Stacji Zoologicznej datowane jest na marzec 1872 roku. Anton Dohrn, założyciel i pierwszy dyrektor, urodził się w Szczecinie na Pomorzu (obecnie część Polski) w 1840 roku w dobrze sytuowanej rodzinie mieszczańskiej. Dohrn studiował zoologię i medycynę na różnych niemieckich uniwersytetach, ale bez większego entuzjazmu. Jego ideały zmieniły się latem 1862 roku, gdy przybył do Jeny i poznał tam Ernsta Haeckela, który zapoznał go z pracami i teoriami Karola Darwina. Dohrn stał się gorącym obrońcą darwinowskiej teorii "pochodzenia z modyfikacją", teorii ewolucji przez dobór naturalny. Postanowił wtedy poświęcić swoje życie na gromadzenie faktów i idei na poparcie darwinizmu, co stało się punktem wyjścia dla przygody na całe życie. Podczas kariery uniwersyteckiej spędzał okresy badań nad brzegiem morza: na Helgolandzie, w Hamburgu, w Millport w Szkocji i w Messynie. Tutaj ukształtował się plan pokrycia kuli ziemskiej siecią biologicznych stacji badawczych, analogicznych do stacji kolejowych, gdzie naukowcy mogli się zatrzymać, zebrać materiał, przeprowadzić obserwacje i eksperymenty, zanim ruszyli do następnej stacji.W obliczu wielu trudności Dohrn zaczął fantazjować o możliwości przybycia biologów morskich nad morze i znalezienia tam gotowego stołu roboczego, z laboratorium, urządzeniami, chemikaliami, czasopismami i książkami oraz informacjami, gdzie i kiedy można znaleźć określone gatunki, wraz z przydatnymi informacjami o lokalnych warunkach morskich, dnie morskim i linii brzegowej. Po próbie realizacji swojego projektu w Messynie, Dohrn zdecydował, że Neapol będzie idealnym miejscem dla jego stacji. Wybór tego miasta wynikał z wielkiego bogactwa biologicznego Morza Śródziemnego, a także z możliwości rozwoju instytutu badawczego o dużym znaczeniu międzynarodowym w mieście, które samo w sobie miało międzynarodowy zasięg i było duże. Po wizycie w otwartym właśnie berlińskim akwarium pomyślał, że publiczne akwarium mogłoby zarobić tyle, by opłacić stałego asystenta w laboratoriach. Neapol, liczący 500 000 mieszkańców, był jednym z największych i najbardziej atrakcyjnych miast Europy, z dużym napływem turystów (30 000 rocznie), potencjalnych gości akwarium.Łącząc wyobraźnię, siłę woli, zdolności dyplomatyczne i sporą dawkę szczęścia, przy życzliwym wsparciu naukowców, artystów i muzyków, Anton Dohrn przezwyciężył wątpliwości, niewiedzę i nieporozumienia i udało mu się przekonać władze miasta, aby przekazały mu nieodpłatnie kawałek ziemi nad brzegiem morza, w pięknej Villa Comunale, wówczas Parku Królewskim. Ze swojej strony obiecał wybudować na własny koszt Stację Zoologiczną. Dohrn wiedział dokładnie, czego chce i jak, i sam przygotował plany budowy. W marcu 1872 roku położono fundamenty, a do września 1873 roku budynek był gotowy. Po pierwszym budynku, obecnie centralnym, w latach 1885-1888 dobudowano drugi budynek, połączony z pierwszym mostem, natomiast dziedziniec i część zachodnia powstały w 1905 roku. Dopiero pięćdziesiąt lat później między pierwszym a drugim budynkiem wstawiono bibliotekę.Akwarium publiczne, o powierzchni 527 metrów kwadratowych, zostało otwarte 26 stycznia 1874 roku i do dziś pozostaje wyjątkowe, gdyż od czasu jego powstania niewiele się zmieniło; jest to najstarsze XIX-wieczne akwarium wciąż działające i jedyne poświęcone wyłącznie faunie i florze Morza Śródziemnego. Zostało zbudowane pod nadzorem Williama Alforda Lloyda, angielskiego inżyniera, który przyczynił się do zaprojektowania publicznych akwariów w Hamburgu i Londynie.Oficjalne otwarcie Stacji Zoologicznej nastąpiło 14 kwietnia 1875 roku.Zgodnie z najnowszymi badaniami z zakresu socjologii organizacji, Stacja Zoologiczna antycypowała postindustrialny model planowania badań naukowych w szczytowym okresie ery przemysłowej, który faworyzował typowo współczesne tematy, takie jak interdyscyplinarność, zdolność menedżerska do samofinansowania (poprzez akwarium i sprzedaż zwierząt morskich innym instytutom badawczym itp.) oraz promowanie współpracy i współdziałania wszystkich osób zaangażowanych w badania (współpracowników, techników, rybaków i sanitariuszy). W jego laboratoriach aktywnie pracowało aż 19 laureatów Nagrody Nobla, dając znaczący impuls do rozwoju nauk biologicznych.