迄今為止，人類已經發現了1個羽毛化石和7具始祖鳥化石標本，這些珍貴的資料全都是在德國巴伐利亞地區的索倫霍芬附近的侏羅紀后期（距今約1億5千萬年）石灰巖地層中發現的。在侏羅紀時期，索倫霍芬一帶是一片瀉湖，瀉湖底部的水含氧量極低，非常有助于化石的形成和保存。在19世紀，索倫霍芬成了用于平版印刷的優質石灰石的主要產地，采石工人們在開采、挑選石材的時候，很容易就能發現一些動物的標本。

1861年8月，德國古生物學家馮邁耶宣布在該處地層中發現了一個羽毛化石。人們還來不及對這個消息做出反應，一個多月后，馮邁耶又宣布在同一個地方發現了一具較為完整（缺少頭部）的化石標本，這具化石標本清楚地顯示出這種古生物有一對長著羽毛的翅膀，馮邁耶將之命名為“Archae-opteryx Lithographica”，意思是“長著古翼的印版石”，中文意譯為“始祖鳥”。

出土這具始祖鳥化石的采石場的主人把這塊化石作為治病的報酬給了當地的醫生、化石收藏者卡爾·哈伯倫。后來，哈伯倫為了給女兒辦嫁妝，向外界表示愿意出售該標本。大英博物館自然歷史部的負責人理查德·歐文是當時公認的古生物學權威，也是達爾文進化論的主要反對者，他把始祖鳥化石視為一大威脅，決心不惜任何代價將它買來控制在自己手中，由他本人來做權威鑒定。1862年10月1日始祖鳥化石抵達大英博物館，以后一直留在那里，被稱為“倫敦標本”。