Экспозиция зала посвящена эволюции позвоночных животных и образуемых ими сообществ в Восточной Европе и соседних регионах на протяжении позднего палеозоя –раннего мезозоя (408–205 млн. лет назад) (рис. 107).
Начиная с девонского периода на территории Восточной Европы происходит постоянное изменение ландшафтной обстановки с попеременным преобладанием морских и континентальных условий. Соответствующим образом изменялся растительный и животный мир, что нашло свое отражение в палеонтологической летописи. Отложения этого возраста изобилуют остатками различных беспозвоночных и позвоночных животных. Позвоночные, появившиеся на Земле около 540 млн. лет назад, в девонском периоде были представлены различными группами бесчелюстных, а также хрящевыми, панцирными и костными рыбами. В середине девона последние дали начало древнейшим четвероногим – земноводным, короткая эпоха господства которых приходится на каменноугольный период и заканчивается с появлением на планете первых рептилий, более приспособленных к жизни на суше. В девоне на суше возникают и первые леса. В растительном мире среднего и позднего палеозоя преобладали хвощи, плауновидные, папоротники и голосеменные растения.
В пермском периоде жаркую и влажную болотистую низменность вдоль западного склона высоких Палеоуральских гор заселили разнообразные древние четвероногие – хищные амфибии-лабиринтодонты, примитивные парарептилии, зверообразные ящеры. В конце палеозойской эры в наземных экосистемах появляются первые быстроходные хищники – текодонты, предки динозавров и крокодилов, а также прогрессивные зверообразные рептилии – цинодонты, со временем давшие начало млекопитающим. Конец палеозойской эры знаменуется cамым массовым вымиранием в истории планеты, которое повлекло за собой существенное обновление биоты. Так постепенно формировался животный мир следующей, мезозойской эры.
Витрины и витринные столики правой стороны зала демонстрируют разнообразие палеозойских позвоночных, повествуют об их эволюции и систематике. Витрины левой стороны зала посвящены смене сообществ позвоночных на протяжении палеозоя – раннего мезозоя. В этой части зала также находятся экспонаты, показывающие характер захоронения представителей водной фауны – плиты с остатками рыб и амфибий.