在生命起源和早期演化展厅中，蓝色的装饰暗示着大海是生命的摇篮。在距今5.3亿年前的寒武纪早期，海洋中突然出现了大量的无脊椎动物，古生物学家称这种现象为“寒武纪生命大爆发”。本展厅复原了当时海洋的繁荣景象，讲述了生命起源的理论，并以丰富的化石供观众欣赏和分辨，介绍了生物由原核生物向真核生物发展的复杂演化历程。展览详尽记述了世界上著名的澄江动物群、埃迪卡拉动物群、凯里动物群、瓮安动物群，还介绍了达尔文进化论的基本观点和所面临的理论挑战以及生物进化历史上的动物绝灭事件。