Die Geschichte des Saurierparks beginnt im direkt benachbarten Sauriergarten Großwelka. Auf seinem Grundstück in Großwelka begann 1978 Franz Gruß mit der Modellierung von urzeitlichen Sauriern nach wissenschaftlichen Rekonstruktionen in Originalgröße aus Stahlgeflecht und Beton. Schnell entwickelte sich sein der Öffentlichkeit zugänglicher Garten zu einem Besuchermagnet. Um dem großen Interesse nachzukommen, dehnte Franz Gruß ab 1981 im Auftrag der Gemeinde Kleinwelka die Ausstellung auf das angrenzende gemeindeeigene Parkgrundstück aus. Dieses Gelände bildete den Kern des heutigen Saurierparks Kleinwelka. Fortan arbeitete Gruß im Auftrag der Gemeinde. In seiner Freizeit stellte er weiterhin auch Plastiken auf seinem eigenen Grundstück auf und sein Privatgelände gehörte praktisch zum Saurierpark.

1990 entstand ein Streit zwischen dem Künstler und der Gemeinde um die Einnahmen aus dem Saurierpark. Da die Gemeinde diese für sich beanspruchte, stellte Franz Gruß 1991 seine Tätigkeit im Saurierpark ein und beschränkte seine Arbeit auf die eigene – um Nachbargrundstücke erweiterte – Anlage, für die nun ebenfalls Eintritt erhoben wurde. Anders als im Park stehen hier auch Modelle von zum Beispiel Mammuts, Urmenschen und fiktiven Lebewesen. Auf Grund des beengten Platzes im Sauriergarten begann 1996 Gruß mit der Schaffung eines weiteren Urzeitparks in Sebnitz.

Die Arbeiten im Saurierpark führt der Bildhauer Thomas Stern seit 1994 auf Basis neuester paläontologischer Forschungsergebnisse fort.

Seit der Gründung besichtigten rund sechs Millionen Besucher den Park. Die Anlage wurde um ein Saurierkino, eine Ausgrabungsstätte und einen Planetenspielplatz erweitert. Auch siedelten sich weitere Freizeitaktivitäten an wie ein großer Abenteuerspielplatz, der Irrgarten Kleinwelka, ein Miniaturenpark und anderes, die aber nicht direkt zum Park gehören.