在发现恐龙化石的埋藏地点后，工作人员就要把化石挖掘出来。山路旁、采石场、海岸、悬崖、河岸甚至煤矿都可能是挖掘的地点。然而占地最广、恐龙蕴藏量最多又露出地表的地区多半位于崎岖的不毛之地或遥远的沙漠之中。
在恐龙化石的挖掘中，工作人员会根据挖掘地点的不同采取不同的挖掘方式要挖掘埋藏在硬岩石里的大骨架，就必须使用挖掘机或强有力的钻孔机等各种机械工具才能完成。
在此过程中，测量并记录作业细节也同样重要。人们在恐龙挖掘现场移除任何东西之前都会先用网络分区，在不同的分区内找到的化石都要标示清楚，经过摄影并精确绘测现场图，这样到最后就会得到一张精密完整的现场绘图。这个处理过程几乎和化石本身一样重要。记录挖掘现场的精确位置和彼此的相对位置，有助于揭示标本恐龙当时的致死原因以及为何保存下来。