В настоящее время в институте работают около 100 научных сотрудников, включая 30 докторов наук, трех членов-корреспондентов и четырех действительных членов РАН. Главными в деятельности института всегда были систематические исследования, направленные на изучение и описание биологического разнообразия прошлого и служащие базой для всех других работ. Большое внимание в институте уделяется изучению различных биот в ключевые моменты их развития. С 1961 г. (с 1977 г. в ПИН) научная школа академика А.Ю. Розанова проводит уникальные исследования древнейших скелетных организмов на материалах Сибири, Монголии, США, Канады и Австралии. Эти исследования выявили параллельное появление скелета во многих группах организмов в раннем кембрии и показали вероятный центр происхождения ряда высших таксонов в кембрии Сибири. Детальное изучение раннекембрийской скелетной фауны позволило провести биостратиграфическое расчленение нижнего кембрия Сибири и выявить здесь стратотипические разрезы для международной шкалы.
Тонкие биостратиграфические изыскания, базой для которых являются фундаментальные палеонтологические исследования, ведутся сотрудниками многих лабораторий института в разных регионах и на разных отложениях, но следует особо выделить деятельность лаборатории протистов во главе с профессором А.С. Алексеевым, которая привела к утверждению российских ярусов каменноугольной системы в качестве подразделений международной стратиграфической шкалы.
Одним из бурно развивающихся сейчас в институте крупных направлений, имеющих общебиологическое значение, является палеонтология докембрия, изучающая древнейшие этапы формирования разнообразия органического мира в архее и протерозое (примерно 7/8 длительности истории Земли). Позднепротерозойский этап, соответствующий выделенной академиком Б.С. Соколовым вендской системе и связанный преимущественно с исследованием ставшей знаменитой беломорской биоты, изучается в институте с 1970-х гг. группой исследователей научной школы академиков Б.С. Соколова и М.А. Федонкина.
Изучение более древних организмов связано, прежде всего, с созданием в 1990-е гг. академиками Г.А. Заварзиным и А.Ю. Розановым в Палеонтологическом институте нового научного направления по комплексному изучению ископаемых бактерий – бактериальной палеонтологии. Это одно из самых мультидисциплинарных направлений современной палеонтологии, наиболее ярко демонстрирующее ее интегративный характер. Исследование древнейших метаморфизованных осадочных отложений методами бактериальной палеонтологии в сочетании с геохимическими методами позволяет реконструировать условия существования земной биосферы с момента сохранения ископаемых остатков организмов в геологической летописи (3.8 млрд. лет назад) и подходить к изучению проблем появления жизни на нашей планете. Интенсивное развитие бактериальной палеонтологии сделало возможным методологически и методически достоверное изучение бактериоморфных структур и в метеоритном веществе, что внесло существенный вклад в развитие экзобиологической части программы российско- американского сотрудничества в области космической биологии и медицины. Решением Президиума РАН в Палеонтологическом институте была образована межинститутская лаборатория бактериальной палеонтологии земных и внеземных объектов. В последние годы Палеонтологический институт стал площадкой, объединившей ученых многих специальностей для обсуждения проблем происхождения и становления жизни в самых различных аспектах и с самых разных позиций – астрофизических, астрохимических, геологических, геохимических, биохимических, микробиологических, физиологических, эволюционно-биологических, экологических и др. Начавшись с междисциплинарных коллоквиумов в начале 2000-х гг., это обсуждение продолжилось получившим большой резонанс рабочим совещанием в 2008 г. и будет развиваться далее, в том числе под эгидой Научного совета по астробиологии, созданного при Президиуме РАН в конце 2010 г. и возглавленного академиком А.Ю. Розановым.
