自贡恐龙博物馆二楼的展厅，按照“恐龙时代的动植物——珍品厅——恐龙再现”顺序展开，再现了由恐龙及许多早已消失的物种构成的神秘多姿的侏罗纪时代。给人以强烈的视觉冲击和心灵震撼，充分体现了专业博物馆与遗址博物馆的双重特色。

　　距今2.5—0.65亿年前中生代时，气候温暖潮湿，植被繁茂，恐龙空前繁盛，因而又被称为“恐龙时代”。“恐龙时代的动植物展厅”集中展示了中生代出恐龙外，陆地上生存的两栖类、鳄类；水中的鱼类、水生爬行类；空中的原始鸟类以及乔木和蕨类，它们共同构筑了完整的“恐龙时代”。

　　二楼的“珍品厅”展示了大量极具科学价值、保存完整的国宝级的化石珍品，反映了“恐龙之乡”化石资源的丰厚。

　　“恐龙再现厅”用珍贵的资料描述了恐龙由化石形成的过程——寻找——发掘——修理——研究——复原——组装的全过程，系统的揭示了恐龙化石及模型的诞生过程。