Dział mineralogiczno-paleontologiczno-geologiczny Był to najstarszy dział muzeum. Początki jego sięgały roku 1832, kiedy ojciec Włodzimierza, Józef Dzieduszycki, zakupił od młodego geologa krakowskiego Ludwika Zejsznera kolekcję skał i minerałów z okolic Krakowa, Nowego Sącza, Krzeszowic, Niziny Sandomierskiej, Lwowa, Złoczowa i kilku innych miejscowości podkarpackich. W skład tego zbioru wchodziło 280 gatunków minerałów i skał w 2 tysiącach okazów, a ponadto sto kilkadziesiąt kości zwierząt plejstoceńskich kości z tatrzańskiej groty pod Magurą, z brzegów Dniestru i Sanu, a także 460 minerałów, skał i kości nierozpoznanych bliżej zwierząt. Nieco później zakupił też zbiór skamielin z okolic Lwowa po radcy Nechaju, kolekcję Antoniego Rehmana, geologa Seweryna Płachetki i innych. Do tych zbiorów dołączono w dalszych okresach kolekcje z wycieczek pracowników Muzeum do różnych okolic kraju oraz darowizny różnych osób. Katalog bogatej kolekcji ramienionogów kopalnych zestawił Józef Siemiradzki.