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Os primeiros fósseis foram encontrados no Brasil no ano de 1897, eram pegadas fossilizadas localizadas próximas à cidade de Sousa, na Paraíba. Por muito tempo esses registros permaneceram inexplorados, somente em 1920 geólogos identificaram as pegadas como de duas espécies diferentes de dinossauros. Já em 1902, no Rio Grande do Sul, pesquisas foram feitas na paleorrota em Santa Maria que tiveram como resultado a descoberta do primeiro fóssil de réptil terrestre da América do Sul, chamado de Rincossauro. A região se tornou de destaque para paleontólogos do mundo todo. Na década de 1940, Uberaba, em Minas Gerais, e o oeste paulista revelaram-se como regiões importantes para a paleontologia. Esta, contudo, ficou apagada no Brasil por três décadas praticamente, foram os estudos do padre Giuseppe Leonardi sobre os fósseis de Souza que reacenderam as pesquisas no país. A publicação de tal pesquisa fez o sítio paleontológico em Souza ficar conhecido como o Parque dos Dinossauros Brasileiros, o qual é reconhecido como um dos mais importantes no mundo todo.
Já foram encontrados ossos, dentes, ovos, pegadas e fezes de dinossauros no Brasil, sendo que as principais regiões de sítios paleontológicos são localizadas nos estados do Ceará, Paraíba, Pernambuco, Maranhão, Mato Grosso, Minas Gerais, São Paulo e Rio Grande do Sul.
Recentemente, o Brasil apresentou uma importante descoberta paleontológica, o Santanaraptor. Este dinossauro carnívoro viveu na região que hoje é o Ceará há cerca de 110 milhões de anos, aparentemente integrou a linhagem que deu origem ao famoso Tiranossauro da América do Norte.