Costituiscono la raccolta più rappresentativa tra quelle conservate in museo. Per quanto riguarda gli Odontoceti (cetacei provvisti di denti) significative sono due colonne vertebrali di delfino rinvenute sul versante occidentale di Monte Giogo dal pittore prof. Bruno Sichel. I Misticeti sono invece rappresentati dallo scheletro di Monte Falcone, di cui le parti meglio conservate sono la scapola destra e parte della colonna vertebrale con vertebre e dischi intervertebrali rimasti praticamente intatti oltre a diversi frammenti di coste, il cranio fossile di Balaenoptera rinvenuto nel 1983 sui calanchi di Rio dei Carbonari, le parti scheletrice di balenottera scoperte a Monte La Ciocca (Bacedasco) nella primavera del 1986 e una serie di dischi intervertebrali e vertebre di un altro cetaceo rinvenuti nello stesso anno a Prato Ottesola.

Parte dello scheletro di Monte La Ciocca