1880年，第一种热河生物群的化石被研究后被命名为戴氏狼鳍鱼。
1928年，美国地质古生物学家葛利普发表《中国地质学》，首次提出热河生物群。
1962年，我国著名古生物学家顾知微院士提出热河生物群，并将狼鳍鱼三尾拟蜉蝣东方叶肢介化石组合作为生物群的代表。
1992年，三塔中国鸟和燕都华夏鸟的研究。揭开了热河古生物学研究的高潮的序幕。
1995年，圣贤孔子鸟被命名，这是世界最早的具有角质啄的鸟类。
孔子鸟
1996年，原始中华龙鸟被命名，但被误归入鸟类。
中华龙鸟正型标本
1997年，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所首次在辽西地区开展大规模的野外发掘，此后，每年定期发掘发现了大量古鸟类和带毛恐龙等珍贵古脊椎动物化石。
1997年。五尖张合兽的发现与命名，揭开了辽西原始哺乳动物研究的序幕，
1998年，第一篇有关四合屯地区发掘抛抛面上准确地层层序和化石层位的论文被发表，这对后来的挖掘具有重要的指导意义
1998年，第一片被认为是世界上最古老的被子植物，辽宁古果的研究论文发表后。陆续显示了辽宁古果的时代不是最早的，且其被子植物性质存在争论，但该文的发表引发了对热河生物群被子植物深入的发现和研究的热潮。
1998年，原始中华龙鸟的详细研究发表。原始中华龙鸟被修订为美颌龙类，是一种身披原始羽毛的兽脚类恐龙。
1998年，访花昆虫侏罗原网翅虻等的发现，显示了辽西昆虫与被子植物协同演化的特点。
1998年，邹氏尾羽龙和粗壮原始祖鸟的研究证实，兽脚类恐龙已经具有真正的羽毛。1999年，千禧中国鸟龙的研究证明，驰龙类恐龙与鸟类具有密切的亲缘关系。
1999年，辽宁古盗鸟事件的发生，凸显辽西化石造假对科学研究的危害。
1999年，辽西是孑遗生物群的避难地的假说被提出。引发关于热河生物群性质的讨论。1999年地层同位素年代学研究确定热河生物群孔子鸟和带羽毛恐龙为距今约1.25亿年前。
2000年，第五届国际古鸟类与进化会议暨热河生物群研讨会在京召开，来自20多个国家的百余位古生物学家聚会一堂，交流古鸟类以及热河生物群的最新研究成果。
2000年，丰宁原羽鸟的发现，提供了鸟类羽毛从爬行动物鳞片演化而来的直接证据。
2001年，我国著名古生物学家张弥漫院士主编的热河生物群中文版出版，该书全面首次系统地介绍了这个举世瞩目地生物群，两年后该书英文版面世。
2001年，三燕丽蟾等古蛙类的研究，为无尾两栖类的系统演化提出新的假说。
2001年，辽西哺乳动物头骨中骨化的麦氏软骨的发现，对中耳的起源提出新的假说。
2002年，对宁城热河翼龙这具世界上保存“毛”和膜翼最好的翼龙标本化石的研究表明，翼龙很可能是热血动物。
2002年，戈氏切齿龙的发现，显示该食植性恐龙特殊的牙齿分布形式。
2002年，原始热河鸟的研究证实，这种食种子的古鸟类是世界除始祖鸟之外最原始的鸟类。
2002年，攀援始祖兽的研究。表明他可能代表世界已知最原始的真兽类。
2003年，顾氏小盗龙，这种四翼恐龙的发现与研究表明，恐龙很可能是从爬树演化出鸟类的飞行能。
2003年，提出热河生物群是某些生物类群演化的起源地和摇篮，且生物群具有明显的辐射演化的特征。
2003年，十字中华古国这种较为进步的被子植物的发现，提供了热河生物群被子植物存在的确凿证据。
2004年，寐龙的研究显示，该恐龙具有与现生鸟类一样的睡眠和休息方式，从而在行为学上支持鸟类从恐龙起源的假说。
2004年，世界首枚含胚胎的翼龙蛋化石的发现，证实了翼龙的卵生习性。
2005年，巨爬兽和强壮爬兽研究论文的发表，改变了人们过去的传统观念，证实中生代大型哺乳动物有吃恐龙的食肉习性。
2006年，河北省丰宁地区下白垩统地层中发现了一件早期哺乳动物化石—阿氏燕兽(Yanoconodon allini)，距今一亿两千多万年。化石体长15厘米，体重30克左右，属于真三尖齿兽。它的独特之处在于其中耳骨骼通过骨化的麦氏软骨连接到下颚骨上。这一重大发现首次为Allin博士提出的哺乳动物中耳演化模式提供了中间环节的化石证据。
2006年被誉为国际古生物学界“奥林匹克盛会”的“第二届国际古生物学大会”在北京召开，热河生物群的鸟类的起源、被子植物的起源引起了全世界古生物学的极大关注。
2007年，“热河脊椎动物群的研究”项目获得当年国家自然科学二等奖，中国科学家通过近十年的工作，在鸟类及其飞行和羽毛的起源，恐龙、翼龙、早期鸟类、哺乳类和两栖类的进化，地层学以及热河生物群的综合研究等方面取得了一系列举世瞩目的原创性成果
2008年，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所在河北丰宁早白垩世大北沟组发现新的鸟类化石，将其命名为郑氏始孔子鸟。孔子鸟类群是现今发现的最早具有角质喙、牙齿退化的原始鸟类，该化石是孔子鸟类已知最原始的代表，距今约1．31亿万年，这一发现使孔子鸟类群成为早白垩世早期鸟类中生活历史最长的一个类群。
2009年，朝阳喀剌沁左翼蒙古族自治县发现了当时最大的早白垩世霸王龙化石——喀左中国暴龙，这是我国两代古生物科学家在全国各地寻找了40多年的物种。它是非常凶猛的大型食肉类恐龙，牙齿大而锋利，身长10米，仅头部就长达1米。它是迄今发现的世界上最早的巨型带羽毛恐龙。
2009年，沈阳师范大学古生物研究所课题组在辽宁省建昌县玲珑塔地区，发现了迄今已知世界上最早的、长有羽毛的恐龙----"赫氏近鸟龙"。该化石距今约1.6亿年，较之以往最早的"带羽毛恐龙"--中华龙鸟的时代要早约2000万～3000万年，较之以往所知世界上最早的鸟类要早约几百万至1000万年。此研究成果代表着鸟类起源研究的一个新的、国际性的重大突破。本次新发现的“赫氏近鸟龙”化石代表了目前（指2009年）世界上最早的长有羽毛的物种，进一步支持了恐龙演化曾经过“四翼阶段”的假说，并提出了兽脚类恐龙分异的时间框架新假说。此研究成果代表着鸟类起源研究的一个新的、国际性的重大突破。该发现刊登在2009年10月1日出版的英国《自然》杂志上。
2010年，在辽宁早白垩世热河生物群中首次发现含胚胎的恐龙化石，提出了潜龙为卵胎生的新认识。地质研究所季强研究员团队在国家973课题资助下，在辽宁早白垩世热河生物群中发现发现含胚胎的白台沟潜龙精美化石，并命名了白台沟潜龙，深入研究了化石体周围保存的胚胎化石；首次发现胚胎为不具备硬壳的革质蛋，分析了化石埋藏状态、潜龙生活环境及幼体个体发育特征，认为潜龙这样的离龙类爬行动物终生生活在水中、怀孕后将卵保留在体内并利用体温来进行孵化，待幼体发育成熟后再将其排出体外，属于比较特殊的“卵胎生”生殖方式。相关成果在德国著名科学杂志《自然科学》发表，对认识离龙类爬行动物的生殖行为和方式具有重要科学意义
2011年，副红山鸟属（学名：Parahongshanornis）一种生存于白垩纪早期的原始今鸟类，发现于辽宁西部热河生物群晚期的九佛堂组。这一新属种由李莉、王晶琦、侯世林命名，属名暗示新属与红山鸟特征相似。模式种是朝阳副红山鸟（Parahongshanornis chaoyangensis），以化石产地朝阳命名。
2012年，发现于辽宁西部建昌早白垩世九佛堂组一件保存较为完好的标本，描述了原始今鸟类一新属种，李氏叉尾鸟(Schizooura lii gen. et sp. nov.)。系统发育分析表明，它较建昌鸟和古喙鸟进步，但又较热河生物群中其他已知的今鸟类原始。这一新种叉骨呈V型，且具有一短的叉骨突，这是这一特征首次在早白垩世今鸟中发现。
2012年，北京自然博物馆馆长孟庆金博士与美国科学家带领的中美科研团队再次揭示了一个不争的事实——亿万年前的一些小型兽脚类恐龙身上覆盖着羽毛。科研人员还联手为这一距今一亿两千万年的小盗龙披上了亮丽的黑色羽衣。该研究成果刊载于最新一期《科学》杂志上。恐龙留给人们的印象多为身体庞大、可怕、全身覆盖着鳞片的冷血动物，但是自从我国辽西发现了带羽毛的恐龙后，人们改变了对恐龙的认识，中华龙鸟、小盗龙、近鸟龙等带羽毛的恐龙相继发现引起世界轰动，并为鸟类的起源与演化提供了新的证据。此次研究结果表明，这个拥有四个翅膀的小盗龙，拥有一身光滑油黑的发着彩虹色光泽的羽毛，它的尾羽窄而长，在尾部末端长有一对突出的流线型的翎羽，显示羽毛和羽毛颜色早期的演化具有作为标志的倾向性，它的主要功能是展示自己。
2012年，中科院古脊椎动物与古人类研究所徐星研究员领导的研究小组在英国《自然》杂志上发表了有关羽毛演化研究的最新成果，标志着我国科学家在恐龙演化研究中取得了又一重要进展。过去一般认为在恐龙大型化演化过程中，羽毛将会退化。而徐星等人通过对产自我国辽西早白垩世地层中一种被命名为“华丽羽王龙”的恐龙进行研究，极大扩展了带羽毛动物的体型范围，揭示了在恐龙大型化过程中，皮肤衍生物演化的复杂过程。他们还推测，“华丽羽王龙”这一巨型动物发育具有保温功能的原始羽毛可能与白垩纪早期的气候有关。此前恐龙牙齿中氧同位素的分析结果显示“华丽羽王龙”生活的早白垩世气温明显低于白垩纪其他时期。如果这一假说得到最终证实，将显示羽毛的发育不仅与体型大小相关，而且和它们的生存环境温度相关。
2013年，作为世界知名古鸟类专家，周忠和入选国家“万人计划”首批名单，是仅有的六名杰出人才之一。他带领的古脊椎所研究团队，致力于“热河生物群”研究，在鸟类及其飞行和羽毛的起源、恐龙、翼龙、早期鸟类、哺乳类、两栖类和鱼类的进化等方面取得了一系列举世瞩目的原创性成果——发现带羽毛的恐龙，为鸟类的恐龙起源假说提供关键证据；揭示原始羽毛在兽脚类恐龙中广泛分布；证明鸟类飞行经历了四个翅膀阶段；揭示鸟类和翼龙胚胎发育模式的演变；提出东亚地区是中生代若干重要生物类群的起源和辐射中心的假说。 2014年，12月19日出版的《科学》杂志公布了2014年度十大科学突破，“鸟类的起源”研究名列其中。进化生物学家对鸟类的起源取得了突破性的进展，为近二十年来世界各地恐龙和早期鸟类化石的发现和研究，尤其是发现于中国的大量保存精美的带毛恐龙和早期鸟类化石的发现和研究取得的一个里程碑式的进展。中国科学院古脊椎动物与古人类研究所徐星和周忠和研究员等2014年12月在《科学》发表有关鸟类起源研究的综述文章，对这一热点研究领域近年来取得的重要进展进行了全面总结，指出恐龙向鸟类的转化已成为论证最详实的主要演化事件之一。在过去的20年中，古生物学家们在中国新疆准噶尔盆地、内蒙古东南部和辽宁西部以及德国和俄国西伯利亚侏罗系地层中，在中国东北地区、蒙古戈壁地区、北美、南美以及非洲的白垩系地层中发现了大量化石，为鸟类恐龙起源说提供了一系列新证据，鸟类起源从时间框架上、从主要结构的转化上以及从功能演化上，已经有大量系统性证据的支持，恐龙向鸟类的转化已经成为了支持度最高的主要演化事件之一。
2015年，《自然通讯》发表了中科院古脊椎所王敏、周忠和、邹晶梅等专家的最新研究，研究发现了迄今为止世界上最古老的今鸟型类化石，将今鸟型类的起源时间向史前推进了至少五百万年。此前，世界上最古老的今鸟型类化石发现于热河生物群的义县组，距今约1.25亿年；新标本发现于河北丰宁四岔口盆地的花吉营组，同位素测年表明花吉营组含鸟化石层距今约1.3亿年。因此，新标本代表了今鸟型类已知最古老的化石记录，将今鸟型类的起源时间向史前推进了至少5百万年。据了解，研究者将其命名为弥曼始今鸟，种名献给古脊椎所张弥曼院士，以感谢她长期以来对热河生物群研究的支持。
2016年，1.3亿年前羽毛角蛋白的发现使古生物色彩复原更加可信。中国科学院南京地质古生物研究所泮燕红副研究员所属研究团队在《美国国家科学院院刊》（PNAS）首次报道了距今1.3亿年古鸟类化石中的角蛋白的保存，始孔子鸟最早命名于2008年，目前仅发现于我国河北省的丰宁地区，属于早白垩世，代表了中国境内已知最古老的鸟类化石之一。河北丰宁的鸟类化石不仅时代古老，仅次于世界上最古老的鸟类－始祖鸟，而且还以保存精美的羽毛著称。并验证了羽毛化石中以往颇具争议的纳米级微体结构被角蛋白包裹，确实为羽毛的色素体，排除了细菌的可能性。这项研究首次无争议地确定了化石中色素体的存在，为古生物色彩复原提供了依据。
2016年，由中国地质科学院蒋子堃高级工程师、中科院南京地质古生物所王永栋研究员领衔的研究团队发现自辽西距今约1.6亿年的银杏木材化石“辽宁银杏木”（新种）具有银杏属的典型木材解剖构造，是古植物学者首次在侏罗纪地层中发现的具有确凿解剖构造的银杏木属木材化石。
2017年，远古哺乳动物祖先可能比鸟更早上天，侏罗纪滑翔哺乳形类动物的新发现乳型动物化石研究成果。这两种动物分别被命名为似叉骨祖翼兽和双钵翔齿兽，是在辽宁省建昌县和河北省青龙县距今约1.6亿年的晚侏罗世地层中发现的，是现代哺乳动物的祖先类群，均为哺乳动物演化树的早期分化绝灭支系——贼兽类的新属种。研究团队认为，祖翼兽和翔齿兽跨越了由地面栖息向空中运动的重要演化过渡，占据了新的生态位，使得哺乳动物增加了一个新的生态空间，可以享受空中的食物。“它们证明，滑翔功能和运动行为，在远古哺乳动物祖先类型就曾经演化出现，甚至比鸟类还要更早地适应空中生活。”北京自然博物馆馆长孟庆金说，祖翼兽和翔齿兽出现在1.6亿年前，鸟类起源于1.5亿年前，都在侏罗纪时代。因此，它们有可能比鸟类更早地飞上了天空。
2017年，1月31日的《自然通讯》杂志报道了中科院古脊椎动物与古人类研究所王敏与南京地质古生物研究所泮燕红等人最新研究发现1.3亿年前的早白垩纪反鸟类——多齿胫羽鸟，揭示了尾综骨与尾羽在鸟类早期演化中是相互独立的。反鸟类是中生代鸟类演化最为成功的类群，构成今鸟型类的姐妹群。新化石发现于1.3亿年前，虽然属于目前已知最古老的反鸟类之一，却保存了很多进步的特征，包括胸骨后缘具有两对突起、小翼指退化、腓骨与尾综骨缩短等，明显区别于同层位发现的其他鸟类； 其下颌具有14枚牙齿，是目前已知下颌齿数最多的反鸟类，揭示了大量的形态分异在反鸟类演化初期就已经出现了。
2018年，由沈阳师范大学辽宁古生物博物馆胡东宇教授带领的研究团队，于 1 月 15 日在《自然通讯》（Nature Communications）杂志在线报道了产自河北青龙距今 1.6 亿年前侏罗纪地层、迄今世界最早的具不对称飞羽恐龙 -- 巨嵴彩虹龙 ( Caihong juji ) 的发现，首次揭示了鸟类祖先不对称飞羽很可能首先出现于尾部，早于德国始祖鸟至少 1000 万年，很可能代表了鸟类飞羽从对称性到不对称性演化的重要“衔接点”；研究还发现彩虹龙的羽毛具有决定彩虹颜色的色素体，表明在羽毛发生早期，羽毛颜色很可能已达到或接近现在羽毛的丰富水平。
2018年，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所邹晶梅研究员所属的研究团队，从鸟类的骨骼和软组织特征角度，对热河生物群的早期鸟类进行了长期的研究：10 月 22 日在《美国科学院院刊》（PNAS）报道了在一件距今 1.2 亿年前的原始鸟类上保存的肺部结构，为揭示早期鸟类呼吸系统的演化提供了关键信息；于 2018 年 12 月 5 日在英国《自然通讯》（Nature Communications）首次报道了早白垩世九佛堂组反鸟类的髓质骨材料，这是迄今为止最为确凿的中生代鸟类髓质骨研究，为探知早期鸟类的演化历程提供了新的证据。
2018年，以云南大学脊椎动物演化研究院毕顺东教授为首的科研团队在《自然》杂志刊发长文，报道了迄今为止保存最完整的早白垩世哺乳动物化石—— 混元兽，化石来自热河生物群的核心区宁城。研究通过多种技术和分析手段，全面展示了早期兽类的形态学和生活习性，证明以前报道的中国袋兽与混元兽均属真兽类，并非有袋类祖先。该发现表明，亚洲可能不是有袋类的起源中心，对现生哺乳动物胎盘类和有袋类的分化提出了新见解。此外，混元兽首次保存了中生代哺乳动物完整的舌骨器，为研究舌骨器的演化、个体发育和现生生物学（医学、进食、咀嚼和发声等）带来新的证据和启示。混元兽的研究突破了哺乳动物研究的“发现新类群”模式，更注重系统研究工作的深入和科学问题的纯粹探索。
2019年，“2019年度中国古生物学十大进展”，涉及动物早期演化与寒武纪大爆发、脊椎动物演化(恐龙类、古鸟类、哺乳类等)、白垩纪琥珀生物群、古植物与古生态、古人类学、分子古生物学等多个研究领域。十大进展中有三项进展来自于古生物学家对于热河生物群的研究。三大来源于热河生物群的项目分别是侏罗纪擅攀鸟龙类的发现和膜质翅膀在兽脚类恐龙中的演化，热河俊兽——揭示哺乳动物中耳演化新模式，侏罗纪带羽毛恐龙为鸟类羽毛的分子演化提供直接证据。科学界评价这三项进展反映了我国科学家在古生物学领域所取得的具有国际影响力的高水平创新研究成果。这些成果十分有助于人类推动对地质历史时期生命演化历程的认识。