В экспозиции зала последовательно, от докембрия до конца мезозоя, освещается эволюция природных условий земной поверхности, строения земной коры и развитие органического мира.
На геохронологической шкале представлена современная периодизация истории Земли, показана продолжительность геологических эр и периодов. Схемы “Развитие животных” и “Развитие растений” рассказывают об эволюции животного и растительного мира, медленной в докембрии и более интенсивной с начала следующего этапа – палеозоя.
На вводном стенде “История биосферы” на фоне хроно- и магнитостратиграфической шкалы показаны важнейшие события геологической истории Земли – развитие глобальных трансгрессий и регрессий, положение континентов, изменения температурного режима земной поверхности и состава атмосферы, развитие жизни на Земле.
Серия сопоставимых стендов характеризует палеогеографическую и палеонтологическую обстановку отдельных геологических периодов. Для каждого периода приведены литолого-палеогеографические карты, где можно видеть распределение морей и массивов суши, платформ и подвижных поясов, важнейших типов осадочных и вулканогенных отложений, полезных ископаемых. Охарактеризован органический мир.
Два стенда посвящены ранней истории Земли – рифею и венду. К началу вендского периода органический мир прошел длительный путь развития и имел уже высокую степень организации и дифференциации.
Экспозиция из шести стендов («Кембрий», «Ордовик», «Силур», «Девон», «Карбон», «Пермь») рассказывает о палеозойском этапе истории Земли, когда жизнь достигает такого разнообразия, что по органическим остаткам определяется возраст осадочных пород. В это время южные материки представляли единый суперконтинент Гондвану и начала проявляться тенденция к сближению всех континентов с образованием Пангеи. Климатическая зональность все более приближается к современной. В течение палеозоя не только растения, но и животные широко расселяются на суше, появляются и позвоночные; но для расчленения палеозойских отложений особенно важны остатки морских беспозвоночных.
Три стенда («Триас», «Юра», «Мел») построенные по типу палеозойских, рассказывают о мезозойском этапе развития Земли, который характеризуется раздвижением континентов и расколом Пангеи, сближением общего плана климатической зональности с современным, стабильным развитием головоногих моллюсков – аммонитов и белемнитов, господством крупных рептилий. В это время формируются млекопитающие, птицы, а в составе флоры – цветковые растения.
На специальных стендах освещается тектоническая жизнь Земли. Три стенда рассказывают о крупных этапах складкообразования: двух палеозойских (каледонском и герцинском) и мезозойском (киммерийском).
Отдельный стенд посвящен методам восстановления общих закономерностей развития палеогеографии – характера рельефа, особенностей гидросферы, атмосферы, климата Земли и ее биосферы.
Существенным дополнением графической экспозиции служит натурная коллекция, включающая образцы характерных форм ископаемых животных и растений и типичных горных пород для каждого периода истории Земли, муляжи позвоночных животных.