建所以来,本所在国内外科学刊物上发表论文8000余篇、各种科技专著380余册;在古生物分类研究中,建立1500多个新属,12000多个新种。自1956年以来有200余项科研成果获得国家、中国科学院及省部级奖励,其中27项获国家级奖励。特别是近年来,本所在早期生命起源和寒武纪大爆发、重大地史时期生物的辐射、灭绝与复苏、全球界线层型、早期植物的起源与演化等领域获得了一系列国际著名的研究成果。例如,“六亿年前最早的地衣化石(Science,2005)”、“前寒武纪两侧对称动物演化的证据(Science,2006)”以及“6.32亿年前动物休眠卵化石(Nature,2007)”等重大发现连续三年被评为“中国基础研究十大新闻”,“阐明二叠-三叠纪之交生物大灭绝及其复苏模式和原因”(与中国地质大学共同完成)入选2012年度“中国科学十大进展”。近年来,本所获得的国家级奖励主要包括:“澄江动物群与寒武纪大爆发”(与云南大学、西北大学合作)获得2003年度国家自然科学奖一等奖;“全球二叠系-三叠系界线层型研究”(与中国地质大学合作)、“寒武系和奥陶系全球层型剖面和点位(金钉子)及年代地层划分”和“中国的乐平统和二叠纪末生物大灭绝”分别获得2002年度、2008年度和2010年度国家自然科学奖二等奖。