En las Salas de Zoología Vertebrados se pueden apreciar organismos que poseen esqueleto interno óseo o cartilaginoso y viven en el presente en distintos ambientes. La exhibición presenta una gran cantidad de aves, mamíferos y reptiles taxidermizados, eso significa que a organismos muertos se les ha practicado un proceso de conservación. En general, están representados en su hábitat, especialmente, en nuestro territorio.

Entre las aves típicas se encuentran el pingüino rey, el albatros, las cotorras con sus nidos comunales y el ñandú, ave típica sudamericana, corredora y de gran porte. Se destaca la colección de aves taxidermizadas que fueron objeto de estudio del naturalista argentino Guillermo Hudson.

Entre los mamíferos se exhiben mulitas, comadrejas, cuices y una vizcachera. Se destacan murciélagos de gran tamaño llamados zorros voladores que se alimentan de frutos y habitan en zonas tropicales y subtropicales. Sólo un género de los expuestos, desmodus, es hematófago, se alimenta de sangre de animales.

También se puede observar el tapir, el aguará-guazú, el puma y el yaguareté, animales en peligro de extinción debido a la explotación humana.

Entre los reptiles, se encuentran algunos peligrosos para el hombre como las víboras de cascabel, corales y yararáes. Otros de gran tamaño como la boa constrictora, también llamada lampalagua, puede alcanzar los 5 metros de largo y se alimenta de pequeños y medianos reptiles, aves y mamíferos.

En la Sala de Vertebrados acuáticos se encuentran especies que habitan aguas dulces, marinas, superficiales y profundas.

Entre las especies de agua dulce se observan el Dorado, Sábalo, Pirañas, Surubí y Manguruyú, muchos de ellos tienen valor comercial y deportivo. Mientras que el mero, salmón de mar, lenguado con peces de aguas marinas.

El Cachalote es la ballena con dientes de mayor tamaño que existe y puede observarse una mandíbula de un ejemplar. Entre otros mamíferos acuáticos se observa el lobo marino de un pelo, el elefante marino, yacarés y tortugas acuáticas como la tortuga laúd.

En la exhibición se destaca el cráneo de una ballena Azul, el animal de mayor tamaño que ha existido.