我國地層學古生物學的研究具有較悠久的曆史，並在國際上享有一定的聲譽。近十年來，它和我國其它學科一樣，在改革開放的新形勢下，取得了長足的進步，主要表現在眾多的和意義重大的地層古生物成果和著作的出版；學科交叉滲透、研究及服務領域的擴大和新技術新方法的普遍應用走向國際。
一、古無脊椎動物
無脊椎動物化石門類繁多，回顧十年，它積累了許多寶貴的資料，並有重大的發現，解決了不少生產實踐上的重要問題。首先是我國雲南早寒武世賦予極大意義的澄江化石動物群的發現和研究，它由保存良好具有軟體附肢化石的節肢動物、水母、海綿、蠕蟲、古介形蟲、腕足類、藻類等所組成的生物群，數量極其豐富，可以與世界著名的澳大利亞埃迪卡拉生物群和加拿大布吉斯頁岩生物群相媲美，其時代也恰巧晚於前者而早於後者。澄江動物群的研究，不但有助於了解寒武紀早期生物群的麵貌，而且是動物起源和早期演化研究方麵的重大突破，轟動了國際學術界。最近又有早寒武世晚期至中寒武世早期凱裏動物群的發現，它包括大量的三葉蟲、水母、蠕蟲和棘皮動物，現正在整理研究中。
全國無脊椎動物各門類均有程度不等的係統研究和描述，尤其是三葉蟲、筆石、腕足類、珊瑚、軟體動物等大門類化石，並有巨著問世。總結性的《中國各門類化石》中的三葉蟲、介形蟲、筆石、頭足類等分冊正在增訂再版。早寒武世的腹足類和前異齒型雙殼類、晚寒武世的鸚鵡螺是具有我國特色和極有意義的材料，它們分別對腹足類、雙殼類、鸚鵡螺類的起源和早期演化提供了重要依據。在地區上，我國邊緣地區如西藏、青海、昆侖山、西沙群島都在一定程度上填補了空白；在門類上，許多以往研究比較薄弱的門類，如海綿、菊石、錐石、箭石、竹節石、昆蟲都有優秀的著作和論文發表。值得一提是我國棘皮動物化石的研究，它的基礎比較薄弱，但我國有些地區和某一層位具有豐富、保存良好和完整的標本，例如新疆準噶爾泥盆海百合和海林檎化石，雲南誌留至石炭紀的棘皮動物化石，這些研究必將進一步引起對該類化石的重視和研究水平的提高。
二、古脊椎動物
脊椎動物方麵，甘肅祁連山北麓發現一新的晚疊世脊椎動物群，它為一兼具岡瓦納和歐亞兩大陸晚二疊世脊椎動物群特征的過渡類型，這對二疊三疊紀時期南北兩大陸的離合、脊椎動物的遷移和古地理區劃都有重要意義。新疆準噶爾吉木薩爾大龍口陸相二疊三疊係界線附近，也見到連續沉積和古生物混生的過渡層，晚二疊世二齒獸類和早三疊世水龍獸混生，這一過渡層的發現在北半球尚屬首次。
“恐龍之鄉”四川自貢大山鋪中侏羅世恐龍動物群堪稱國內外恐龍發掘史上一次突破性的發現，化石豐富，種類眾多，保存完整，包括魚類、兩棲類和各類爬行動物一一巨大的蜥腳類、鳥腳類、獸腳類，還有水生的龍類，天空飛的翼龍類，在上百條恐龍中較完整者約占1/3。該動物群不僅豐富了我國脊椎動物化石種屬，而且填補了世界恐龍發展史上有關中侏羅世化石貧乏的空白。
中國加拿大古脊椎動物考察隊通過1987年至1990年發掘和研究，在新疆準噶爾和內蒙古戈壁發現十餘處新的恐龍化石產地，采獲化石達50%，其中包括最大的蜥腳類恐龍，長30餘米，最小的甲龍長100厘米，還有豐富的原角龍、獸腳類、原始哺乳類等，它無疑對脊椎動物的進化、動物群的類比、地層時代劃分和對比均有重有的意義。
鸚鵡嘴龍的祖先朝陽龍和鴨嘴龍的祖先原巴克龍在我國均已發現，並作了深入的研究。
其實最重要和震動性的進展是在遼西早白堊世九佛堂組內發現十餘隻保存極為完好的鳥類化石，這一中生代鳥類的發現不僅在我國實屬首次，在世界上亦是繼歐洲始祖鳥之後一次實破性的重大發現。
脊椎動物微體化石研究的開展和興起亦是我國脊椎動物化石研究史上的一件大事，最近對某些魚的鱗片和牙齒的研究已做出成果和進行了報導。魚類化石記錄中還有甲魚類在我國留世地層中的出現。