พิพิธภัณฑ์สิรินธร เดิมเป็นศูนย์วิจัยไดโนเสาร์ภูกุ้มข้าว ในปี พ.ศ.2537 พบโครงกระดูกของไดโนเสาร์กินพืช ภูเวียงโกซอรัส สิรินธรเน ในบริเวณที่เป็นหลุมขุดค้นปัจจุบัน โดยพระครูวิจิตรสหัสคุณ เจ้าอาวาสวัดสักกะวัน ตั้งแต่ปลายปี พ.ศ.2537 เป็นต้นมา คณะสำรวจไดโนเสาร์จากกรมทรัพยากรธรณีจึงได้เริ่มทำการขุดค้นอย่างเป็นระบบ และพบว่า ภูกุ้มข้าว เป็นแหล่งที่พบโครงกระดูกไดโนเสาร์กินพืชที่มีความสมบูรณ์ที่สุดของประเทศไทย มีการพบโครงกระดูกไดโนเสาร์ขนาดต่างๆ เป็นกระดูกชนิดกินพืชมากกว่า 7 ตัว จำนวนกระดูกมากกว่า 700 ชิ้น