اولین و قدیمی ترین بخش موزه تاریخ طبیعی می باشد، بالغ بر 4065 نمونه جانوری را در دو گروه مهره داران (ماهیها، دوزیستان، خزندگان، پرندگان و پستانداران ) و بی مهرگان (انواع اسفنج ها، مرجان ها، کرم ها، صدف ها، نرم تنان، بندپایان و خارپوستان) دربر می گیرد. این جانوران در سالن های مرکزی در دو طبقه در معرض دید بازدیدکنندگان قرار گرفته اند.

عمده فعالیتهای این بخش در سه قسمت پژوهشی، آموزشی و نمایشی انجام و ارائه می شود. در قسمت نمایشی نیز از جانوران مختلف با ذکر نام، محل جمع آوری، تاریخ جمع آوری، مختصری از بیولوژی آنها قاب های آموزشی مختلفی تهیه شده و در معرض بازدید و آموزش عموم قرار گرفته است. . به طور کلی هدف از فعالیت های این بخش جمع آوری، شناسایی علمی و تاکسونومیکی جانوران و بررسی نحوه زندگی و بیولوژی آنها و در کل معرفی این موجودات برای بازدید کنندگان می باشد.

از نمونه های کم نظیر، جذاب و دیدنی این بخش می توان به سیر تکامل جنین انسان، عجیب الخلقه هایی چون مرغ چهارپا، جنین دوقلوی به هم چسبیده، گوساله دو سر، انواع حشرات، صدف ها، مرجان ها و همچنین نقش برجسته سیاه خان لپویی (مردی با 259 سانتیمتر قد) که نمودی از دو بیماری ژیگانتیسم و آکرومگالی را نشان می دهد، اشاره نمود؛ او در زمان حیاتش به عنوان بلندقدترین فرد آسیا انتخاب شد.