Aquesta sala recull els resultats de les excavacions i troballes fortuïtes de la fauna arcaica de finals del Terciari i d’inicis del Quaternari al Pla de l’Estany. Els jaciments de referència són:

• Les pedreres de Cornellà del Terri, amb mastodonts i rinoceronts del Pliocè Superior (5-3 milions  aC). Es tracta de materials recuperats al llarg dels anys, entre 1950-1980,  producte de troballes fortuïtes.
• Els estanyols d’Incarcal (Crespià) i la Bòbila Ordis (Porqueres), amb elefants antics, hipopòtams, cèrvids, tigres amb dents de sabre i hienes del Plistocè inferior (2 milions -750.000 aC). A la Bòbila Ordis també s’hi varen recollir materials entre els anys 1950-1980, a través de prospeccions paleontològiques o de troballes fortuïtes. En canvi, el jaciment d’Incarcal ha estat objecte d’excavacions paleontològiques sistemàtiques des de 1984 fins als nostres dies, per la qual cosa és el que ens proporciona una informació més fidedigna de l’època.

Des del mes de setembre de 2021, la sala de paleontologia no es pot visitar per les obres de remodelació del museu. Disculpeu les molèsties.