榆社化石博物馆坐落于县城迎春南路27号，是一座综合类博物馆，它的前身是榆社县古脊椎动物化石博物馆，始建于1983年7月，于2006年改为现名，2009年被国家文物局评定为国家二级博物馆。2010年1月正式对外免费开放。博物馆占地面积3200平方米，建筑面积2300平方米，陈列布展面积1600平方米。有各类馆藏文物2000余件、化石600余件。其中珍贵化石45件，一级文物13件，二级文物32件，三级文物198件。

　　博物馆共有五个基本陈列展厅：《自然造化--地质遗迹》展厅，陈列面积174.24平方米，展线33米。运用声、光、电技术，通过实物和图片文字介绍了榆社地区典型湖河相地层的形成、岩石地层特征、地质结构及地学旅游资源。

　　《生命信息——古生物化石》展厅，陈列面积294.4平方米，展线73米。展出距今700—100万年间的古生物化石100余件，其中珍贵化石“榆社剑齿象”、“榆社原大羚”、“榆社银郊中国肯氏兽”，因首次在榆社发现而得名；“大唇犀骨架”化石，由两具大唇犀重叠挤压在一起形成，其身体部分叠压，头则分别朝着相反的方向，保存完好，为博物馆镇馆之宝；“剑齿虎与鬣狗”化石，剑齿虎的牙齿正撕咬着鬣狗的眼角骨，见证了本地区瞬间突发的自然灾害，极为罕见。

　　《千年凝眸——石刻造像》展厅，陈列面积328.32平方米，展线110米，展出当地出土的北魏至隋唐时期的各类石刻造像144件，图片37幅，反映出榆社县当年佛教活动的兴盛和古代匠人的精湛工艺，对研究当地历史文化及佛教艺术的流传演变，有着重要价值。展厅还陈列着隋代至民国时期的墓志铭14盒，是研究榆社地区历史和古代书法的重要史料。

　　《文明记忆——历史文物》展厅，陈列面积182.52平方米，展线50米。展出从旧石器时代至明清时期的各类文物94件，图片43幅。展品分为史前文物、青铜器、陶器和瓷器。其中1985年榆社县三角坪出土的春秋吴季子青铜剑为博物馆镇馆之宝。该剑通长45.2厘米，保存完整，锋刃锐利，柳叶形剑身，剑身刻有24字铭文。

　　《红色记忆——革命文物》展厅，陈列面积381.9平方米，展线136米。展出实物150件，图片160幅。该展厅运用蜡像技术、场景模拟、电子翻书、幻影成像等现代技术手段，全面展现了榆社人民在抗日战争、解放战争中所做出的巨大贡献。

　　地质遗迹厅诉说着自然的奇迹；古生物化石厅激荡着生命的信息；石刻造像厅展示着精湛的技艺；历史文物厅传承着文明的记忆；革命文物厅记述了抗日战争、解放战争期间榆社人民奋起抗战、无私奉献的历史。榆社化石博物馆是人们感受自然造化、品味文化魁力、接受科普教育的最佳场所。

　　自建馆以来，先后接待了原中国科学院院长郭沫若，原中科院院士、中国古人类学家贾兰坡等著名人士，以及来自美国、法国、德国、芬兰、瑞士、瑞典、巴基斯坦、日本等国家的专家学者。先后多次荣获全省展示服务先进单位、博物馆工作先进单位等荣誉称号，还被评为山西省青少年社会主义核心价值体系教育基地，古生物及考古公众科普教育基地。