Кафедра была основана приват-доцентом Д.М. Федотовым в 1916 г. как структурное подразделение естественно-математического факультета Пермского отделения Петроградского университета. В июле 1917 г. Пермское отделение было преобразовано в самостоятельный университет, и кафедра вошла в состав его медицинского факультета. В 1932-1933 гг. на базе кафедры зоологии и сравнительной анатомии создается четыре самостоятельных структурных подразделения факультета – кафедры зоологии беспозвоночных, зоологии позвоночных, энтомологии и гидробиологии. В начале 50-ых годов кафедра приобретает современный облик в результате слияния трех кафедр - кафедры зоологии беспозвоночных, энтомологии и гидробиологии.
Уже с самых первых лет существования кафедры наметились несколько направлений научных исследований. Исключительно большой вклад в развитие сравнительной анатомии беспозвоночных внесли В.Н. Беклемишев и Д.М. Федотов. Широкий размах приобретают фаунистические исследования. А.О. Таусон и В.П. Баскина провели серию лабораторных экспериментов, целью которых явилось изучение физиологического действия ионов минеральных солей. Данные исследования явились основой для разработки методик расчета уравнений ядовитости, нашедшая широкое применение в практике токсикологических исследований. В 20-30-ых гг. под руководством В.Н. Беклемишева была выполнена серия работ, заложившая основы биоценологического и медико-энтомологического направлений исследований.
Интенсивное формирование гидробиологического направления связано с образованием в 1933 г. кафедры гидробиологии. На кафедре долгие годы плодотворно работали профессор А.О. Таусон и доценты В.В. Громов и Н.М. Гореликова, в центре их внимания находилась гидрофауна реки Камы и камских водохранилищ. В настоящее время гидробиологи кафедры (профессора М.С. Алексевнина и Н.Н. Паньков, доценты А.Б. Крашенинников, А.М. Истомина, И.В. Поздеев и Е.В. Преснова) продолжают работы по изучению структуры и функционирования экосистем камских водохранилищ и водотоков бассейна Камы.
Кафедра является одним из признанных центров России по изучению паукообразных. Начало арахнологических исследованийбыло заложено профессором Д.М. Федотовым и продолжено профессором Д.Е. Харитоновым, доцентами А.С. Уточкиным, Н.М. Пахоруковым. В настоящее время данное направление на кафедре развивают доценты С.Л. Есюнин, А.Б. Полянин и старший преподаватель Г.Ш. Фарзалиева, которые проводят инвентаризацию фауны пауков и сенокосцев Урала и изучают особенности структуры комплексов наземных членистоногих в различных экосистемах и ландшафтных зонах.
Медико-паразитические исследования на Урале были начаты в 1924 г. основателем школы медицинских энтомологов в стране, профессором В.Н. Беклемишевым. Исследования кафедры были направлены на изучение экологии переносчика малярии – малярийного комара, в связи со вспышкой этого заболевания в СССР. Проведенные исследования позволили разработать противомалярийные мероприятия в различных областях. Специалисты медико-паразитологического направления (доценты Т.М. Кутузова и М.Я. Лямин) продолжают исследования биоразнообразия и экологии кровососущих двукрылых.
Профессорско-преподавательский состав кафедры включает 1 доктора и 10 кандидатов биологических наук.