De paleontologische collectie van gewervelden bestaat uit overblijfselen van uitgestorven dieren met een wervelkolom en is onderverdeeld in twee collecties: fossielen van grote en kleine dieren. De collectie van grote gewervelde dieren bevat ongeveer een miljoen fossiele exemplaren. Populaire objecten zijn het skelet van Trix, de in Amerika gevonden Tyrannosaurus rex, en het samengestelde mammoetskelet, beide te zien in de tentoonstellingen van Naturalis. De collectie bevat ook fossielen van veel andere uitgestorven dieren, zoals het reuzenhert, de steppewisent en meerdere soorten dinosauriërs. Veel bijzondere collecties, waaronder de mammoetcollectie, de Dubois-collectie, en de ijstijdcollectie, zijn samengesteld met objecten uit deze deelcollectie.

Alternative form voor Collectie fossielen van grote gewervelde dieren : subcollection|macro_vertebrates.