海洋生物厅向游客展示了海洋的各类化石，这要追溯到5.7亿年前的海洋世界寒武纪生命大爆发。“大爆炸”般地从在地球上未露过面的动物一下子出现在海洋中，出现了形态各异的三叶虫，它是一种海生节肢动物，是现代螃蟹、龙虾和昆虫的远亲，整个繁衍历程经过了3亿年，品种达到1万多种。被称为海洋之王，在生物进化史上写下了辉煌。另外还有奥陶纪时期海洋中出现的大的软体动物鹦鹉螺目软体动物，其化石外观形似宝塔，还有腕足动物?头贝、头足动物菊石以及各种贝类和珊瑚化石。