Après un siècle sans preuve évidente, des fossiles de dinosaures à plumes bien conservés ont été découverts dans les années 1990, et d'autres continuent d'être découverts. Les fossiles ont été conservés dans une Lagerstätte - un dépôt sédimentaire dont les fossiles sont d'une richesse et d'une complétude remarquables - à Liaoning, en Chine.
La région avait été à plusieurs reprises étouffée par les cendres volcaniques lors des éruptions de la Mongolie intérieure il y a 124 millions d'années, au cours du Crétacé inférieur. La cendre à grain fin a préservé les organismes vivants qu'elle a enterrés dans les moindres détails. La région grouillait de vie, avec des millions de feuilles, d'angiospermes (les plus anciens connus), d'insectes, de poissons, de grenouilles, de salamandres, de mammifères, de tortues, de lézards et de crocodiliens découverts à ce jour.
Les découvertes les plus importantes à Liaoning ont été une foule de fossiles de dinosaures à plumes, avec un flux constant de nouvelles découvertes qui complètent l'image de la connexion dinosaure-oiseau et ajoutent plus aux théories du développement évolutif des plumes et du vol. On a trouvé des boutons de plume d'oie dans un cubitus de Velociraptor mongoliensis. Ils sont associés à de grandes plumes secondaires bien développées.
Des preuves comportementales, sous la forme d'un oviraptorosaur sur son nid, ont montré un autre lien avec les oiseaux. Ses avant-bras étaient repliés, comme ceux d'un oiseau. Bien qu'aucune plume n'ait été conservée, il est probable que celles-ci auraient été présentes pour garder les œufs et les juvéniles au chaud.
Les preuves en ambre
La queue emplumée d'un théropode non aviateur (non oiseau) a été trouvée préservée dans l'ambre du Crétacé moyen (∼99 mya) dans l'État de Kachin, au Myanmar (Birmanie). La BBC le décrit comme "parfaitement préservé". Lida Xing l'a trouvé sur un marché d'ambre au Myitkina, Myanmar. L'ambre était déjà poli pour la bijouterie : le vendeur pensait qu'il s'agissait de matière végétale. Cependant, il s'agissait de la queue d'un dinosaure à plumes de la taille d'un moineau. Les plumes n'étaient pas des plumes de vol. Le Dr Paul Barrett, du musée d'histoire naturelle de Londres, a qualifié le spécimen de "beau fossile", le décrivant comme "un matériau vertébré vraiment rare dans l'ambre".
Période crétacée
En 2011, on a découvert des échantillons d'ambre contenant des plumes préservées de la période crétacée, avec la preuve qu'elles provenaient à la fois de dinosaures et d'oiseaux. Les premières analyses suggèrent que certaines des plumes étaient utilisées pour l'isolation, et non pour le vol.