大庆博物馆设《东北第四纪自然环境》、《东北第四纪哺乳动物》和《大庆地区古代人类文明》三个陈列。以数百万年的演化历史及化石文物陈列,使人们认识大庆地区自然与人文历史的沧桑变迁。大庆博物馆序厅,坐落了当前中国最大的一对铜质铸鼎,该鼎依据西周大克鼎造型设计,鼎身铸有《大庆赋》和《铁人铭》,是大庆精神、铁人精神的文化集粹。
人文历史部分分别展示从大庆地域有人类活动到现代化城市的历程。展示大庆新石器时期、青铜时期、辽金时期先民所创造的文化;展示从抗俄民族英雄寿山将军到抗战时期烈士;展示了从荒原一片的艰苦石油大会战到大庆政治稳定、经济腾飞的城市发展。
大庆博物馆大厅是全馆陈列主题和特色的综合体现。大厅展示由花岗岩浮雕、铸铜雕塑和地下化石埋藏三部分构成。巨大的环形花岗岩浮雕展现了东北第四纪古自然环境、古代人类、古动物共存的画面。猛犸象、披毛犀、东北野牛是东北第四纪哺乳动物群的典型代表,三组形态各异的铸铜雕塑彰显了动物群的气势和共融关系。环形的化石复原埋藏现场再现了第四纪地层中动物化石埋藏的原貌。大厅力求整体空间风格协调统一,主题突出,更好地体现博物馆的文化内涵。
《大庆地区远古人类文明》陈列突出大庆地域古代历史进程中的亮点和特色,通过大庆远古人类、灿烂的青铜文化、辽金元时期民族融合、驿站文化四个专题,集中表现古代先民文化的多元性、独特性和重要性。
《东北第四纪自然环境》陈列主要展示大庆自然生态的演变过程和资源的丰富性。采用湖泊湿地水下剖面、湖底隧道景观展示、地层岩芯标本陈列及多媒体沙盘模型演示等展示手法,将大庆湖泊湿地的成因和状况与第四纪地质地貌有机结合,直观、科学地讲述水下生态,远古时期的地质地貌的形成及演变过程。同时,将大庆湖泊湿地的成因和状况与第四纪地质地貌有机结合,做以陈列展示。在这个展区,能够通过机械沙盘,了解第四纪松辽古大湖的形成过程;穿越湖底,领略古大湖奇幻的湖底世界;走过复原的第四纪地层墙,探寻地层岩芯里的秘密;触摸图文并茂的滑动电视,梳理第四纪长达258万年的大事记;通过远古大湖与现代湿地变迁的对比,掌握对大自然索取与付出的平衡秘笈;直至看到曾经繁盛于我们脚下的动物走向灭绝,让人不禁陷入深思,如何去珍爱我们脚下的这片土地,创建和谐的生态环境。
《东北第四纪哺乳动物》展示精选丰富珍贵的古生物化石,采取极具震而又细腻的陈列形式和手段,重点展示了第四纪哺乳动物的分类叙述、进化比对、国际国内对第四纪的发现研究、大庆博物馆对第四纪化石的收藏保护、第四纪与人类的关系、装架互动演示等内容,用多媒体等形式高写真地营造出远古第四纪动植物及人类的生态变化,打造了极具品牌特色的古生物陈列展示,通过化石发掘、对比,化石的分类、演化与个体变异的探究,揭示了动物群繁衍生息的历程。
东北第四纪古生物展区是大庆博物馆陈列展示的重中之重。陈列镇馆之宝——迄今为止国内出土最完整的真猛犸象化石骨架。展区展示该时期动物群完整骨架12具,物种近50种。是目前国内唯一系统全面展示该动物群的长期陈列,填补了国内该展项的空白。
恐龙世界陈列为人们营造了一个完全逼真的史前场景,狭长的通道在场景中穿行。通道一侧,摆放着中国发现最早的禄丰龙、最长的马门溪龙和黑龙江地域出土的满洲龙化石。在另一侧,则摆放着电动仿真的霸王龙、腕龙、慈母龙、翼龙等栩栩如生的场景,仿佛把观众带入了一亿多年前的恐龙时代。
昆虫展厅为人们展出了世界上珍惜的2200种昆虫标本,展出号称世界上最美丽的蝴蝶——光明女神,展出世界上10个国家的美丽国蝶,展出了千奇百怪的各种昆虫,令人叹为观止。