Выделился из Зоологического музея в 1935. Входит в состав Центрального научно-природоведческого музея и отдела палеозоологии Зоологии института АН УССР. Новая экспозиция открыта в декабре 1969. Отражает осн. этапы развития жизни на Земле от её зарождения до появления человека. Представлено более 100 витрин с оригинальными палеонтологич. документами, рисунками, схемами, фотографиями; 25 скелетов вымерших животных (динотерий, мамонг, гигантский олень, хилотерий, волосатый носорог, гиппарион, стеллерова корова и др.), 3 диорамы, 40 худож. фризов, 22 картины, отображающие животный мир и природные условия прошлого; реконструкции 2 сооружений из костей мамонта, обнаруженные на месте обитания людей кам века. В фондах музея — более миллиона коллекционных образцов. Находится на ул. Ленина № 15.