Nesta Sala, está exposta uma notável colecção de fósseis de mamíferos provenientes dos sedimentos miocénicos (com cerca
de 15 milhões de anos) dos antigos areeiros de Lisboa (Lumiar, Charneca, Chelas etc.).

Nessa altura, o clima desta região era mais quente e húmido, sendo povoada por uma fauna variada, de que se destacam grandes vertebrados, à semelhança da que hoje existe em África.

Sem dúvida que, dos fósseis mais abundantes encontrados nos antigos areeiros de Lisboa, se destacam os Mastodontes, com os géneros Trilophodon e Tetralophodon, por entre os mais frequentes.

A estes juntam-se espécies de Rinocerontes, Cavalos primitivos, Hipopótamos, Veados, Javalis, Canídeos selvagens, etc. , e até do Tigre de “dentes de sabre”. Refiram-se, também, exemplares de coprólitos (excrementos fossilizados).

Este variado conjunto é constituído por fósseis de cerca de 60 espécies diferentes.

Há, ainda, a destacar o belo exemplar de crânio de Gavialosuchus americanus, var. lusitanicus, que pertencia a um gigantesco crocodilo que viveu no Miocénico (há cerca de 15 milhões de anos) onde hoje é Chelas.

Por uma questão de espaço estão também expostos nesta sala
três grandes peças de dinossauros, bem mais antigos que os vertebrados do Miocénico, que os rodeiam.

Essas peças excepcionais são todas do Jurássico Superior, com cerca de 150 milhões de anos, da região da Foz do Arelho e de Alenquer. São elas um ílio, uma omoplata e um caracóide de Apatosaurus alenquerensis (grande herbívoro quadrúpede) e os ossos da bacia de um Omosaurus lennieri (outro quadrúpede herbívoro).

Podem ver-se muitos outros exemplares deste grupo na Sala de Paleontologia e, também, alguns na Sala de Arqueologia.

Na Sala de Arqueologia estão, também, expostos alguns exemplares paleontológicos que, por uma questão de espaço, foram aqui colocados.

Podem apreciar-se 5 exemplares de pegadas de dinossauros: Megalosaurus sp, do Cabo Mondego, umas das primeiras a serem identificadas em Portugal, e um belo conjunto toráxico de Dracopelta zbyszewski de Ribamar, do Jurássico Superior.

Estão ainda expostos exemplares de tronco de Juniperoxilon pachyderma, árvore do Miocénico de Alcácer do Sal.

Elephas antiqus do Plistocénico de St.º Antão do Tojal (fémur e tíbia), forma muito próxima dos actuais elefantes.

Refira-se, ainda, a vitrina isolada, no lado direito da Sala, que contem superfícies polidas e estriadas de granitos da Serra da Estrela, devido à acção das glaciares da fase Würm (há 18 000 anos) da última glaciação, que foi a mais intensa de todas e que se fez sentir em Portugal (Serras da Estrela e do Gerez).