辽宁古生物博物馆坐落于沈阳师范大学校园内，是经辽宁政府批准、由辽宁省国土资源厅和沈阳师范大学共建的、截至2011年中国规模最大的古生物博物馆，占地面积19000 平方米，建筑面积15000 平方米，于2011年开馆。共设有8个展厅、16个展区，包括地球与早期生命、30亿年来的辽宁古生物、热河生物群、国际古生物化石、珍品化石、辽宁大型恐龙等主题。
辽宁古生物博物馆以科学性为主，共设8个展厅16个展区，主要内容包括地球与早期生命、30亿年来的辽宁古生物、热河生物群、国际古生物化石、珍品化石、辽宁大型恐龙等主题。
第一展厅：辽宁古生物博物馆简介，是展览的序幕，除重点展示辽宁的古生物化石分布外，还突出介绍了辽宁省的化石保护工作。
第二展厅：地球与早期生命，除介绍地球和生命起源的基本知识外，还介绍了早期生命演化中的“失败尝试”— “伊迪卡拉生物事件”，以及演化成功的范例—“寒武纪生命大爆发”，包括中国云南澄江生物群、贵州凯里生物群及加拿大布尔吉斯页岩生物群等。
第三展厅：30亿年来的辽宁古生物，介绍了辽宁的“十大古生物化石群”，其中辽宁距今约30亿年的“鞍山群早期生命”、中生代 “燕辽生物群”、“热河生物群”以及“辽宁的古人类”是四大“亮点”。
第四展厅：热河生物群，本馆最具特色的展厅之一，带领大家走入一亿多年前辽西的“恐龙王国”、“古鸟世界”以及古生物期“花的摇篮”。
第五展厅：国际古生物化石，展示了来自全世界十多个国家的精美化石，包括世界著名的“德国麦索化石”的特展，日本成羽晚三叠世生物群；俄罗斯南滨海晚三叠世生物群，泰国的硅化木，美国、英国、阿富汗的中生代植物，以及产自中国华南海生生物化石珍品等。
第六展厅：互动科普厅，带大家亲自参与古生物化石有关的活动，包括进入首次在中国亮相的“恐龙剧场”，以及“与恐龙赛跑”、“寻找化石”、“中华龙鸟盖印”等。
第七展厅：珍品化石，展示本馆20余件化石珍品，包括至2011年止世界最早的带毛恐龙—“近鸟龙”、世界最早的花—“辽宁古果”和“中华古果”、以及世界上唯一发现的“会滑行的蜥蜴”—“赵氏翔龙”等世界级化石珍品。
第八展厅：辽宁大型恐龙厅，是“辽宁大型恐龙厅”，展示了辽宁的8件大型恐龙；其中“辽宁巨龙”、“薄氏龙”等都是都是首次与观众见面。
1.基本展陈免费开放，观众须凭本人身份证领票参观。
2.接待限量：5000人/天。
1.国家法定假日全天开放（上午9:30-下午4:00）；
2.平时开馆时间：周二、三、五、六、日（上午9:30-下午4:00）；
3.闭馆时间：周一（法定休息日）、周四（设备设施维护）。
（以上开放时间自2015年5月25日起执行）
博物馆位于沈阳师范大学正门内侧，可乘公交：141、157、178、236、255、326、381、382、393路到沈阳师范大学站下或190路沈师大学生公寓站向北800米；也可乘地铁二号线在师范大学站下。
2005年8月，经辽宁省政府批准，辽宁省国土资源厅与沈阳师范大学签署协议，合作建设辽宁古生物博物馆。
2007年6月6日博物馆于正式动工；2009年7月基本完成总体建筑外部施工；2009年9月开始内部装潢与布展。
2011年5月21日正式落成开馆。
辽宁古生物博物馆拥有馆藏1万余件，精品馆藏200余件珍贵化石，有按照化石的大小复制成原型的四大“明星化石”，包括截至2011年的世界最早的带毛恐龙“赫氏近鸟龙” 、“会滑行的蜥蜴”赵氏祥龙、为揭示鸟类可动性头骨的早期演化和早期鸟类的树栖能力演化研究作出了贡献的“沈师鸟”，“世界最早的花”辽宁古果；还有高5米的猛犸象复原化石，剑齿虎的头骨化石，以及大型恐龙化石的集体“亮相”，其中长达15米的“辽宁巨龙”是第一次与观众见面。
2012年5月27日，《辽宁恐龙特展》开幕。
2013年3月1日，该馆协办的《走进鸟的故乡—建昌古生物化石进京特展》在北京自然博物馆开幕。
2013年5月19日，《辽宁古植物化石特展》开幕。
2014年4月20日—5月20日，《迎接第45个“世界地球日”—2014马化石特展》
2014年9月28日，该馆与新民兴隆联合举办的“迎国庆恐龙科普展”在新民隆重举行。
2014年11月5日，该馆与德国斯图加特自然史博物馆共同主办的“中国带羽毛恐龙特展”在德开幕。
2016年4月18-30日，该馆志愿者协会主办的《古生物复原雕像特展》在沈阳师范大学图书馆举行。
2016年5月21日，《从猿到人》化石特展开幕。
2017年5月17日，为迎接国际博物馆日，辽宁古生物博物馆举行的“金鸡破晓-辽宁古鸟类特展”在沈阳师范大学开展。本次展览以鸟类起源演化为主线，重点介绍鸟类及飞行起源、中生代鸟类的分类演化及古生态特征、鸡的起源等。本次《特展》以鸟类起源演化为主线，重点介绍鸟类及飞行起源、辽宁中生代鸟类的分类演化及古生态特征，也包括介绍鸟纲的一个重要组成部分-鸡的起源等。展品主要包括：迄今世界最早的带羽毛恐龙-赫氏近鸟龙、德国始祖鸟（模型）、中国发现的原始鸟类-热河鸟、孔子鸟，会鸟、以及大平房鸟、盛京鸟、渤海鸟、觉华鸟、翔鸟等20余件化石珍品。
辽宁古生物博物馆是集科研、科普、展陈、教学和收藏于一体、功能丰富的古生物博物馆，建筑外形像一个庞大的地质体和一个巨型恐龙巧妙的融合，南侧的拱形建筑代表辽宁巨大恐龙的身躯，中间的钢架代表恐龙脊柱，两侧是恐龙的肋骨，而球体是恐龙蛋；21根恐龙肋骨的钢架象征辽宁人民21世纪挺拔的身躯，预示着辽宁美好的前程。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，展示了地史时期生命起源与演化，具有鲜明的国际化特色，是古老文明与现代文明的完美结合；该馆展示了远古时代的生命演变，从远古走向现代，在互动科普厅，观众可以参与古生物化石有关的活动，包括“恐龙剧场”，以及“与恐龙赛跑”、“寻找化石”、“中华龙鸟盖印”等。
