Após um século sem provas claras, fósseis bem preservados de dinossauros de penas foram descobertos durante os anos 90, e mais continuam a ser encontrados. Os fósseis foram preservados em uma Lagerstätte - um depósito sedimentar que exibe notável riqueza e completude em seus fósseis - em Liaoning, China.
A área havia sido sufocada repetidamente em cinzas vulcânicas por erupções na Mongólia Interior há 124 milhões de anos, durante o Cretáceo Inferior. As cinzas de grão fino preservavam os organismos vivos que ela enterrava em finos detalhes. A área estava repleta de vida, com milhões de folhas, angiospermas (as mais antigas conhecidas), insetos, peixes, sapos, salamandras, mamíferos, tartarugas, lagartos e crocodilianos descobertos até hoje.
As descobertas mais importantes em Liaoning foram uma série de fósseis de dinossauros com penas, com um fluxo constante de novos achados preenchendo o quadro da conexão dinossauro-pássaro e acrescentando mais às teorias sobre o desenvolvimento evolutivo das penas e vôo. Foram encontrados botões de pena um ulna de Velociraptor mongoliensis. Estes estão associados a penas secundárias grandes e bem desenvolvidas.
As evidências comportamentais, na forma de um oviraptorossauro em seu ninho, mostraram outra ligação com as aves. Seus antebraços foram dobrados, como os de uma ave. Embora não houvesse penas preservadas, é provável que estas estivessem presentes para manter os ovos e os juvenis aquecidos.
Evidência em âmbar
A cauda emplumada de um terópode não aviário (não ave) foi encontrada preservada em meio a Crétaceous (∼99 mya) âmbar do Estado de Kachin, Mianmar (Birmânia). A BBC o descreve como "perfeitamente preservado". Lida Xing o encontrou em um mercado de âmbar em Myitkina, Mianmar. O âmbar já estava polido para jóias: o vendedor pensava que era material vegetal. Entretanto, era a cauda de um dinossauro emplumado do tamanho de um pardal. As penas não eram penas de vôo. O Dr. Paul Barrett, do Museu de História Natural de Londres, chamou o espécime de "belo fóssil", descrevendo-o como uma "ocorrência realmente rara de material vertebrado em âmbar".
Período Cretáceo
Em 2011, foram descobertas amostras de âmbar que continham penas preservadas do período Cretáceo, com provas de que eram tanto de dinossauros quanto de aves. A análise inicial sugere que algumas das penas foram usadas para isolamento, e não para voar.
