Музей при кафедре динамической и исторической геологии был основан заведующим Геологическим кабинетом Петербургского университета, крупным общественным и государственным деятелем, первым русским профессором-геологом А. А. Иностранцевым в середине 1880-х годов. Начало же музейного собрания было положено раньше - в 1868 году, когда А. А. Иностранцев становится хранителем созданного Геологического кабинета и, участвуя в геологических и палеонтологических исследованиях различных регионов России, тщательно собирает, приобретает и хранит ценные экспонаты. В основу нового музея легла обширная палеонтологическая коллекция выдающегося русского естествоиспытателя профессора Э. И. Эйхвальда, автора двухтомной монографии "Lethaea Rossica" и трехтомной монографии "Палеонтология России". Она включала в себя большое число видов ископаемых животных и растений (возрастом от палеозоя до кайнозоя включительно) преимущественно с территории Европейской части России и Урала. В мае 1873 года Советом Петербургского университета было принято решение о приобретении этой коллекции за 6 тысяч рублей. Главную роль в этом сыграл А. А. Иностранцев. Впоследствии к этой уникальной коллекции он присоединил сборы своих многочисленных учеников, свои личные многолетние сборы и дары путешественников.

В настоящее время палеонтолого-стратиграфический музей при кафедре динамической и исторической геологии разделяется на два отдела - монографический и учебный.

Монографический отдел включает коллекции окаменелостей, происходящие из местонахождений территорий бывших Российской Империи и СССР. Они собирались с середины XIX века по настоящее время и отражают фанерозойскую историю различных регионов - Восточно-Европейской платформы, Крыма, Кавказа, Урала, Средней Азии, Сибири. Большинство типовых образцов к научным монографиям и статьям выставлено в витринах и доступно для ознакомления.

Учебный (научно-популярный) отдел содержит систематические коллекции горных пород и окаменелостей, которые используются при проведении занятий по геологическим дисциплинам для студентов геологического, биологического и географического факультетов. В этом отделе представлены макроскопические образцы, шлифы и препараты микроорганизмов, а также красочные постеры с пояснительными текстами для витрин.