Музей палеонтологии тесно связан в Благовещенске с Кладбищем Динозавров. Начало им было положено в 1902 году, когда на берегу Амура по воле случая был найден скелет динозавра. Эта находка принадлежала полковнику М.М. Манакину из генерального штаба. С тех самых пор городом заинтересовались различные научные сообщества, которые направляли экспедиции на земли Приамурья. Но начиная с 50-х годов прошлого века экспедиции прибывающие сюда всё чаще приходили к выводу, что всё, что можно было, на территории Благовещенска уже нашли. Вместе с тем обычные подростки города находили кости динозавров. Далее выпускник Ярославского педагогического института Ю. Л. Болотский стал проводить свои исследования, начиная с 1982 года, притом успех его дела привёл к тому, что уже в 1997 он стал первым заведующим палеонтологического музея в городе. Этот музей тогда был своеобразным дочерним предприятием научно-исследовательского института. С годами институт пережил реорганизацию, и музей перешёл в самостоятельное плавание. С 1 марта 2007 года заведующим музея стала В. И. Чигарских, а через два с половиной года О. В. Сашина.