La idea de una estación biológica en Cocha Cashu fue concebida por primera vez por Paul V. Pierret, el profesor de Parques Nacionales y Fauna Silvestre de la Universidad Nacional Agraria La Molina (UNALM) en Lima, a finales de 1960. Marc Dourojeanni fue su homólogo peruano. La idea era que el Instituto de Investigación Forestal (de la UNALM y del Servicio Forestal) tuviera una base científica en la propuesta de Parque Nacional del Manu. Fue Rudolf Hofmann (profesor visitante de la facultad), con la ayuda de Augusto Tovar y los estudiantes Manuel Ríos (en aquel entonces estudiante, ahora profesor) y Jaime Evans quienes construyeron la estación con sus propias manos en 1969 (con fondos de la Sociedad Zoológica de Frankfurt). Ellos contaron con el apoyo del entonces Jefe de la Reserva para el Gran Parque Nacional del Manu, el Ingeniero Carlos Linares Bensimón (primer Jefe de Áreas Protegidas del Perú), de un motorista y de un carpintero contratado en Pucallpa, y dos obreros contratados en Boca Manu. Poco después, los investigadores y estudiantes de La Molina, como Rudolf Hoffmann, Augusto Tovar y Kai Otte (de la Sociedad Zoológica de Frankfurt), llegaron a Cashu para llevar a cabo estudios sobre diversos temas, en especial sobre el caimán negro. El parque Nacional del Manu fue establecido formalmente cuatro años más tarde, en 1973.
Cocha Cashu ha albergado a investigadores de todo el mundo en una variedad de disciplinas. El Dr. John Terborgh, quien es profesor de Ciencias Ambientales de la Universidad de Duke y además, es una eminente autoridad en ecología tropical, operó la estación (bajo los auspicios del gobierno peruano) por más de 30 años. También el Dr. Terborgh llevó a cabo diversos temas de investigación sobre primates, aves, jaguares y composición del bosque. En los primeros años de la su gestión, la estación original fue destruida por la caída natural de un gran árbol. Motivo por el cual reconstruyó la estación tomando en consideración el diseño original. Con los años, tanto su investigación como la de los de otros investigadores han producido impresionantes trabajos, generando más de 750 publicaciones.
Hoy en día, la estación está bajo nueva dirección. En el año 2011, el Zoológico de San Diego firmó un memorando de 10 años de Entendimiento con el Servicio Nacional de Áreas Naturales Protegidas en el Perú (SERNANP), iniciando así una nueva era para Cocha Cashu.