Hay cientos o incluso miles de hallazgos fósiles muy importantes, pero algunos se destacan por cambiar para siempre la forma en que vemos un gran taxón de animales o una época de la historia palentológica.
Los hallazgos fósiles que más se destacan son 1) el descubrimiento de un mosasaurio (reptil acuático) por Georges Cuvier en 1808, que marcó el comienzo de la paleontológica “Era de los reptiles”, 2) los descubrimientos de armadillos gigantes y perezosos gigantes por Darwin en el 1850, que lo ayudó a formular su Origen de las especies, 3) el descubrimiento del pájaro dinosaurio Archaeopteryx en 1861, que brindó un apoyo crucial para esa teoría, 4) el renacimiento de la caza de fósiles en el esquisto Burgess de edad Cámbrica en la década de 1970 y la década de 1980, que reveló los precursores de la mayoría de los filos animales modernos, y 5) la comprensión de la importancia del Conjunto de Puntos Equivocados de edad ediacarana en Terranova, que reveló fósiles bien conservados de algunos de los primeros animales multicelulares conocidos.
Aunque se han producido hallazgos de fósiles desde la antigüedad, no fue hasta el cuidadoso trabajo de Georges Cuvier en la década de 1790 que los científicos llegaron a aceptar que los fósiles representaban animales antiguos, muchos de los cuales ahora están extintos. El mundo tuvo dificultades para aceptar la extinción, por razones filosóficas y teológicas, hasta ese momento. El comienzo del siglo XIX fue un renacimiento de los hallazgos fósiles, con todos los grupos principales de dinosaurios y muchos peces, invertebrados y plantas fósiles encontrados durante este tiempo. Adolph Brongniart excavó importantes fósiles de plantas y dividió la historia de la vida vegetal en cuatro eras: basadas en esporas (líquenes, musgos, helechos, etc.), coníferas, cícadas y la era moderna de las plantas con flores.
Los hallazgos fósiles históricos más importantes de los últimos tiempos son los relacionados con los albores de la historia animal, desde hace 520 millones de años y más, hasta hace unos 600 millones de años, cuando aparecen por primera vez los organismos multicelulares. Los hallazgos más fascinantes han surgido de Burgess Shale, en el oeste de Canadá, y Mistaken Point, en el este de Canadá. The Burgess Shale revela un mundo temprano bien conservado de antrópodos, moluscos, esponjas y anélidos, mientras que Mistaken Point representa una era incluso anterior, donde casi todos los animales eran frondas estacionarias y alimentadores de filtro en forma de bolsa y simbiontes de algas anclados al mar. suelo. Probablemente se trataba de cnidarios, como los corrales marinos de hoy en día, o incluso ramificaciones más primitivas del reino animal.