Όλα τα ευρήματα του Μουσείου παρουσιάζονται για πρώτη φορά στο κοινό. Η παρουσία των απολιθωμένων θηλαστικών στην Κερασιά ήταν γνωστή από τη δεκαετία 1960-1970. Το 1986 πραγματοποιήθηκαν οι πρώτες σύντομες ανασκαφές από το Λέκτορα Κωνσταντίνο Δούκα του Πανεπιστημίου Αθηνών σε συνεργασία με το Πανεπιστήμιο της Ουτρέχτης. Το 1992 ο Καθηγητής Ευάγγελος Βελιτζέλος, επιστημονικός υπεύθυνος της μελέτης του Απολιθωμένου Δάσους Κερασιάς, υπέδειξε στην ερευνητική ομάδα πραγματοποίησης ανασκαφών την παρουσία οστών στην περιοχή Κερασιάς, στη θέση Βάγιες.

Το 1992 πραγματοποιήθηκε στην Κερασιά δοκιμαστική ανασκαφή με χρηματοδότηση της Επιτροπής Ερευνών του Πανεπιστημίου Αθηνών. Από τις ανασκαφές έγινε ολοφάνερο ότι η περιοχή παρουσίαζε ιδιαίτερο επιστημονικό ενδιαφέρον. Την ίδια χρονιά εντοπίστηκαν απολιθωματοφόρες θέσεις στην ευρύτερη περιοχή. Τα επόμενα χρόνια, οι παλαιοντολογικές ανασκαφές χρηματοδοτήθηκαν από το Συμβούλιο Περιοχής, με σκοπό τη συλλογή υλικού που θα στόλιζε μια αίθουσα στην Κερασιά. Τα επόμενα χρόνια η Γενική Γραμματεία Έρευνας και Τεχνολογίας, χρηματοδότησε εκ νέου τις ανασκαφές (ΦΑΣΗ Α) στα πλαίσια των προγραμμάτων ΣΥΝ. Τέλος το 2006 η Ν.Α.Ε χρηματοδότησε το Πανεπιστήμιο Αθηνών για την πραγματοποίηση μιας σύντομης ανασκαφής στα πλαίσια πραγματοποίησης της έκθεσης στη Κερασιά.