中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所成立于1951年，其前身為前中央研究院地質(zhì)研究所及前中央地質(zhì)調(diào)查所等機(jī)構(gòu)的古生物室(組)，目前是我國唯一的從事古生物學(xué)(古無脊椎動(dòng)物學(xué)與古植物學(xué))和地層學(xué)研究的專業(yè)機(jī)構(gòu)。

著名地質(zhì)古生物學(xué)家、中國科學(xué)院副院長李四光教授為首任所長（兼），此后斯行健院士、趙金科院士、吳望始研究員、曹瑞驥研究員、穆西南研究員、沙金庚研究員、楊群、詹仁斌研究員先后任所長，現(xiàn)任所長王軍研究員。

1998年8月，本所成為中國科學(xué)院首批知識(shí)創(chuàng)新工程試點(diǎn)單位，2011年成為首批“創(chuàng)新2020”整體擇優(yōu)支持的研究所，2017年籌建“生物演化與環(huán)境卓越創(chuàng)新中心”。本所的創(chuàng)新總目標(biāo)為充分利用我國古生物與地層資源的特色，本所人才和學(xué)術(shù)優(yōu)勢(shì)，聯(lián)合其他學(xué)科和單位，開展古生物學(xué)和地層學(xué)基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究，以我為主，積極參與國際合作與競爭，力爭在古生物學(xué)和生物地層學(xué)前沿領(lǐng)域，以及全球重大地質(zhì)學(xué)和古生物學(xué)理論探討中，做出若干獨(dú)創(chuàng)性和有重大國際影響的創(chuàng)新成果，為我國地層古生物學(xué)的發(fā)展，為全民科學(xué)普及，國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展，以及國家知識(shí)創(chuàng)新體系建設(shè)做出更大的貢獻(xiàn)。

本所目標(biāo)是建成并保持一個(gè)國際一流的動(dòng)、植物化石門類齊全的古生物學(xué)和地層學(xué)研究中心、咨詢服務(wù)中心、技術(shù)支撐中心、標(biāo)本收藏中心、信息數(shù)據(jù)中心、人才培養(yǎng)基地和科學(xué)傳播基地。