室內大堂入口朝西，一層有3個展廳入口，按順序先到北側的“古哺乳動物廳”。廳內正中是有一組動物骨架化石，最高那個大家伙是“天山副巨犀”——目前已知地球生命史上最大的陸生哺乳動物，北京自然博物館還協助其發現地新疆吐魯番，建了一個專題博物館。每個展廳都有觸屏介紹，非常適合我家這種上了小學已經識字的小朋友，當然更適合我們這種家長——可以坐著休息等她了。
自然博物館館藏大型整體古哺乳動物化石數量居世界第二，最著名的當屬左上圖的“黃河象”。這具骨架是是全世界已經發現的劍齒象骨骼中最完整的一具，連三四厘米長的末端趾骨也沒有失掉，小學5年級語文教材中有一篇專門講述黃河象的課文。
黃河象因在黃河流域發現而得名，它前面那具有個小腦袋的是“山西獸”，很顯然發現地是山西，實際它就是古長頸鹿。
左下的猛犸象的彎彎的大象牙，相信喜愛3部《冰河世紀》的沒有不認識的。
右上是“坦氏鏟齒象陳氏亞種”，這具骨架也不得了，美、前蘇和我國內蒙都發現過鏟齒象化石，但是完整的骨架直到1982年才在我國寧夏發現。
右下是“巨型庫班豬李氏亞種”，古代的豬的體型跟（鏟齒）象一般大，真是鼻子裡插根蔥就行了。
再往裡走是介紹生物起源和早期演化、繁榮，看得不如古哺乳動物的大骨架有意思。印象比較深的是“遼寧古果”——第一朵花，還有一片很大的“肥厚鸮（xiāo，俗稱貓頭鷹）頭貝”，後來在動物園卻只看到隨便地擺在路邊，頓時對其珍貴性表示懷疑。
胡亂逛了一圈退回大堂，接著進中間的“古爬行動物廳”。
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