Vườn chim Bạc Liêu vốn là một mảng rừng còn sót lại của một rừng ngập mặn lớn trước đây.[5] Năm 1962, vườn chim được một người dân chăm sóc và quản lý.[5]

Năm 1978, vườn chim bị thu hẹp còn 40 ha để thành lập Nông trường Đông Hải. Năm 1986, vườn chim Bạc Liêu được đưa vào danh sách các khu bảo tồn thiên nhiên Việt Nam và được công nhận là Khu bảo tồn thiên nhiên theo quyết định 194/CT-HĐBT ngày 9 tháng 8 năm 1986.[6][7]

Năm 1987, ban quản lý vườn chim được thành lập, trực thuộc Chi cục kiểm lâm tỉnh Minh Hải.[6] Sau khi tỉnh Minh Hải, được tách ra, vườn chim Bạc Liêu được đưa về cho chính quyền tỉnh Bạc Liêu quản lý. Năm 2001, chính quyền tỉnh Bạc Liêu giao lại Vườn chim Bạc Liêu cho Sở Nông nghiệp và phát triển nông thôn quản lý.[6]

Năm 1989, quỹ Brehm của Đức hỗ trợ 7.000 USD để xây dựng vật chất và quy hoạch vườn chim Bạc Liêu để tăng tính đa dạng sinh học. Năm 1996, chính quyền tỉnh Bạc Liêu cấp 200 triệu đồng cho Ban quản lý Vườn chim làm đê bao ngăn xung quanh 130 ha, đào ao nước mặn, nước ngọt để cung cấp thức ăn và tạo lại vùng sinh thái.[8]

Ngày 13 tháng 12 năm 2010, chính quyền tỉnh Bạc Liêu phối hợp cùng một công ty du lịch xây dựng khu du lịch sinh thái vườn chim Bạc Liêu.[9]