辽宁古生物博物馆以科学性为主，以展示地史时期生命起源与演化为主线，以介绍30亿年来辽宁“十大古生物群”为重点，具有鲜明的国际化特色。本馆共设8个展厅16个展区。第3厅介绍30亿年来“辽宁十大古生物群”，其中，鞍山群早期生命、燕辽生物群、热河生物群、辽宁的古人类是四大“亮点”。第4厅介绍世界著名的“热河生物群”，带大家走进一亿多年前辽西的“恐龙王国”、“古鸟世界”、“花的摇篮”等奇妙的史前世界。第8厅是气势磅礴的“辽宁大型恐龙厅”， 8件产自辽宁的大型恐龙首次集体“亮相”，其中长达15米的“辽宁巨龙”是我馆首次发现和研究的最新成果，也是第一次与我国和世界的观众见面。