第二展室《龙行热河》
　　第二展室主要陈列有鹦鹉嘴龙、中华龙鸟、千禧中国鸟龙、驰龙、赫氏近鸟龙、潜龙、伊克昭龙等恐龙化石。
　　鹦鹉嘴龙
　　产地：中国辽宁北票
　　时代：早白垩世
　　鹦鹉嘴龙是已知最完整的恐龙之一，以拥有最多种的恐龙而著名，其中有9到11个种被认为是有效种，是中亚早白垩世沉积层中的代表性标准化石。鹦鹉嘴龙的所有种都是大小类似瞪羚的二足、草食性恐龙，特征是上颌高而强壮的喙状嘴。其头骨短宽而高，具有鸟脚状的脚，多生活在低缓山地和岗丘，以植物和一些昆虫为食，常吞食胃石来协助磨碎消化系统中的食物。
　　中华龙鸟
　　产地：中国辽宁北票
　　时代：早白垩世
　　1996年发现于中国辽宁，属美颌龙类。因开始被误认为是一种原始鸟类，故定名“中华龙鸟”，后经考证才确定为一种小型食肉恐龙。头骨低而长，脑颅很小，牙呈锯齿状，前肢粗短，爪钩锐利，利于捕食，后腿较长，适宜奔跑，成年个体可长到2米长，全身还披覆着较短的原始绒毛。中华龙鸟既保留了小型兽脚类恐龙的一些特征，又具有鸟类的一些基本特征，是研究生物进化的重要依据。
　　千禧中国鸟龙
　　产地：中国辽宁北票
　　时代：早白垩世
　　千禧中国鸟龙是一种小型兽足类食肉性恐龙，属比较原始的驰龙科动物。体长约1米,身高0.45米，体重2千克，拥有接近现代鸟类的羽毛,后肢第二趾上有利爪，以更小的恐龙或者原始鸟类为食。它是世界上第一种被确认的能够分泌毒液的恐龙，像今天的毒蛇那样，将毒牙中的毒液注入猎物体内，从而有效麻痹猎物，以便更容易捕获猎物。
　　中国鸟龙的发现支持了鸟类飞行“从地面起飞”的理论，即鸟类从奔跑恐龙演化而来；而“从树上滑翔”的理论则假设鸟类是从可以在树枝间滑翔移动的树栖恐龙演化而来。这一发现证明了不同的近鸟类恐龙同时发展出“从地面起飞”与“从树上滑翔”的演化模式，并各自拥有相对应的生活方式。
　　驰龙
　　产地：中国辽宁朝阳
　　时代：早白垩世
　　驰龙又名奔龙，意指“快捷的蜥蜴”，是一种中等大小、快速奔跑的肉食性恐龙。体长约2米，体重15至30千克，大小如狼，从头到尾都披覆着松软的绒毛和原始羽毛。嘴部长有锋利的牙齿，咬合力是类似体型伶盗龙的三倍，虽然后脚的第二趾拥有尖锐的镰刀爪，但更依赖于用牙齿来杀死猎物。
　　赫氏近鸟龙
　　产地：中国辽宁建昌
　　时代：中侏罗世——晚侏罗世
　　赫氏近鸟龙又名近鸟，是一种小型有羽毛恐龙，属手盗龙类伤齿龙科，是目前已知最早的有羽毛兽脚类恐龙。其前、后肢和尾部均分布着奇特的飞羽，趾爪以外的趾骨上也都被有羽毛，这种完全被羽的特征在灭绝物种中还尚无先例。这一发现进一步缩短了初鸟类、伤齿龙类和驰龙类之间的形态差距，填补了恐龙向鸟类进化史上关键性的空白。
　　科学家推测，“近鸟龙”体形似鸡，嘴似啄木鸟，脸部有斑点，头部羽冠呈红褐色，四翼上条纹状羽毛黑白相间，翼尖黑色。四翼上的羽毛可帮助它们在树枝间跳跃滑行，使恐龙在飞行能力方面逐步进化，并利用这些显眼的羽毛吸引异性或吓走捕食者。
　　细小矢部龙
　　产地：中国辽宁义县
　　时代：晚侏罗世——早白垩世
　　细小矢部龙是“热河生物群”中最早发现的脊椎动物之一，也是我国最先研究的蜥蜴类化石。胎生，个体较小，颈短，身长，尾长，头较宽，吻短且较钝圆，四肢较短，肋细长而弯曲。
　　潜龙
　　产地：中国辽宁义县
　　时代：晚侏罗世——早白垩世
　　潜龙科最早出现在早三叠世或中侏罗世，至新生代始新世或渐新世灭绝，化石常见于白垩纪晚期至始新世。潜龙一般生活在淡水湖泊中，是小型鱼类的杀手。成年体长约1米，小头、尖吻、利齿、长脖、长尾。潜龙的特殊之处在于其四足的爪子比较发达，各趾间没有发现任何蹼的痕迹，且前肢已演成四指，说明它们已开始适应陆地生活，科学家推测它们可能是巨蜥类的祖先。
　　伊克昭龙
　　产地：中国辽宁建昌
　　时代：晚侏罗世——早白垩世
　　伊克昭龙长吻离龙类，具有较长的口鼻部和圆锥形的牙齿，体型类似鳄类，生活方式也与其相近，是高度特化的水生动物。因首先发现于伊克昭盟（今鄂尔多斯）而得名。
　　朝阳会鸟
　　产地：中国辽宁朝阳
　　时代：早白垩世
　　会鸟是早白垩世个体最大的鸟类，多生活于开阔的林边地带。
　　满洲鳄
　　产地：中国内蒙古宁城
　　时代：早白垩世
　　满洲鳄是半水生爬行动物的一属，属离龙目，生存于白垩纪早期，现已灭绝。满洲鳄身体扁平，表皮质地很像鳄蜥，覆盖着小的叠瓦状鳞片，四足具蹼，生活习性和今天的鳄鱼相似。
　　满洲龟
　　产地：中国辽宁义县
　　时代：晚侏罗世——早白垩世
　　满洲龟是已灭绝的真曲颈龟下目的一属，喜栖息于河湖、沼泽等地，其生活习性及特征与现代的龟类相比区别不大，说明龟类动物进化极为缓慢。