俄国地质学家奥勃鲁切夫院士，1893年首次发现了该地层并发现二连盐池的古生物化石。但没有做大量的调查和考察活动。

　　1921年美国纽约自然博物馆成立“中亚古生物考察团”,在二连地区做了大量的工作，收获颇丰。该团1919年始筹划组织“中亚考察团”对蒙古高原进行较为细致的考察发掘。直到1921年该团开始实施工作计划。4月21日从张家口出发，沿着张家口到蒙古人民共和国的古道走向蒙古高原。当时全队共有队员40 余人，75匹骆驼，8辆福特牌汽车。团长由安德鲁斯担任。考察团营地设在距二连赛乌苏农场不远的陡坎及距二连盐池一公里处的“伊林”驿站。考察团在二连盐池达布苏组首次发现了恐龙蛋化石，拉开了二连恐龙动物群研究的帷幕。尤其是恐龙蛋的首次发现, 证实了恐龙是卵生的爬行动物, 为恐龙的研究写下了精彩的一笔。这项工作开展了十年，直到1932年才结束这次考察。有关考察成果分别于1922年、1927年、1933年发表。发现的恐龙种类有：霸王龙科的欧氏阿莱龙、似鸟龙科的亚洲似鸟龙、蒙古龙属的坦齿蒙古龙、鸭嘴龙科的姜氏巴克龙、蒙古满洲龙、计尔摩龙等等。目前纽约自然博物馆依然陈列着二连达布苏组出土的恐龙化石的正模标本及装架。

　　1930年中国古生物学者加入该团，九名中国专家学者参与考察。其中就有我国著名的古生物专家、中国恐龙研究的奠基人杨钟键教授。中方团长由卓越的古生物学家张席裼教授担任。1932年该团结束考察活动，他们考察成果辉煌，回国后发表了题为《中亚的新征服》的考察报告，立即轰动世界。这次考察发掘工作，在亚洲及世界古生物化石研究史上占有重要的地位。

　　1959年，中国与苏联科学院联合组织的“中国科学院—苏联科学院古生物考察团”在二连展开大规模的考察发掘，发现了大量的恐龙化石。考察营地设在二连盐池。考察团中方团长是中科院古脊椎动物与人类研究所周明镇教授；苏方团长是洛日杰特文斯基。考察团约８０余人，有１３辆大小汽车，发掘时使用斯大林１００号推土机。１９６０年中止合同。后经整理出土的化石种属有：鸭嘴龙、古似鸟龙及肉食龙、甲龙、蜥脚龙等等。其中部分化石在中国古动物馆展出。

　　1972年中科院贾兰坡教授考察二连盐池恐龙化石。1974年贾兰坡再次来二连。

　　1976年内蒙古博物馆在二连盐池发掘出一具完整的巴克龙化石，体长8米，体重约30多吨。

　　1978年内蒙古博物馆工作者李荣来二连考察发掘出似鸟龙、鸭嘴龙恐龙化石。

　　1987年到1990年，由中国、加拿大科学家和技术人员组成的“中加恐龙考察团”在二连达布苏组进行考察发掘。该团40余人，有４辆213切诺基，2辆北京吉普，2辆解放牌大汽车。加方团长是戴尔·拉赛尔罗素博士；中方工作负责人是董枝明。这次考察发掘研究对全球恐龙分类，揭示恐龙的绝灭之谜，北美、中亚两大陆的连接和分离，远古动物的迁徙及当时古地理、古气候的研究都有着十分重要的意义。

　　1995年由中国、比利时科学委员会联合组织中比古生物考察队。队员10余人，内蒙古博物馆与比利时皇家科学院进行实际工作。董枝明担任中方技术顾问，出土的化石有：鸭嘴类、蜥脚类、似鸟龙、龟鳖类等等。双方发表了考察报告，将二连达布苏组晚白垩纪时代划分为两个阶段即早晚白垩。将二连达布苏组时间推前近二千年。

　　2000年8到9月份，中国与比利时恐龙联合考察队在二连浩特东北12.5公里处，再次发现一片保存较好的恐龙化石区。已经裸露于地面的大约200平方米区域内，大批古生物化石层层叠叠、错落有致地排列在那里，极为壮观。专家估计，整个恐龙化石区在3000平方米到7000平方米之间。我国著名恐龙专家、中国科学院研究员、中比联合考察发掘队总领队董枝明认为，此次发掘出的恐龙化石，面积之大，堆积之集中，在中国已不多见，在古生物化石发掘史上堪称难得一遇，其开发价值极大。他建议，应建立一座遗址博物馆，妥善保护已发掘出土的恐龙化石及遗迹。他认为这将会成为内蒙古或北部中国恐龙旅游的一个新热点。据介绍，此次发现光各类恐龙化石就可达到数十具。另外还有，淡水鲨鱼化石、龟鳖类化石，还有鳄鱼化石等。这个化石埋藏点的发现，为研究恐龙生存与灭绝，以及其后的生物演化史等提供了珍贵的实物资料。

　　之后，中国的古生物学家又向外界宣布，二连盆地发现镰刀龙类恐龙的一个新化石，专家给命名为“内蒙古龙”。

　　2001年中比联合恐龙考察团第三次在盐池西岸发现发掘了近30平方米的恐龙化石区。