2000년 6월 20일에 전라남도 기념물로 지정되었다가 2007년 11월 9일에 천연기념물로 승격되었다. 화석산지는 1999년에 화순온천 개발 답사 과정에 발견되었다. 광주광역시에서 887번 지방도를 통해 접근할 수 있으며 금호화순리조트 등 화순온천관광지 인근에 위치해 있다.
화석산지는 공룡이 서식하던 중생대 중 주로 백악기 후기의 퇴적암에서 발견되었다. 이 지역은 공룡 등 다양한 생물이 서식하던 당시 건조한 호수 주변부의 평원이었던 것으로 추정된다. 이에 따라 공룡 등 생물의 화석과 퇴적구조가 잔존하여 오늘날에 이르게 되었다.
약 35억 년 전부터 1만 년 전 사이 지질시대의 고생물이 죽어서 남긴 유해·인상(印象)·흔적 등을 화석이라고 한다. 지질시대의 고생물 사체 중 일부는 퇴적작용이 활발한 곳에서 퇴적물과 함께 묻혀 파괴되거나 분해되는 일 없이 보존된다. 이와 같은 자연현상을 견디며 지층 속에 보존되어 온 생물의 유해 또는 흔적들이 화석으로 발견되는 것이다.
화순 서유리 공룡발자국 화석산지는 가로 60m, 세로 54m, 퇴적층 두께가 30m에 해당하는 대규모 퇴적층군에 총 1,800여 개의 공룡 발자국과 73개의 보행렬이 분포하고 있다. 대부분은 수각류(獸脚類: 두 다리로 걷고 비교적 지능이 높은 육식 혹은 잡식성 공룡, Theropoda)의 것으로서 보행렬 6개에 해당하는 발자국들이 발견되었다.
그 중 보행렬이 가장 긴 1마리의 것은 45m로 대체로 규칙적으로 분포한다. 발자국의 크기는 20∼22㎝, 보폭은 90㎝로 수각류 중에서도 키가 4∼5m로 추정되는 코알라사우루스의 것으로 추정하고 있다. 수각류 외에 용각류(龍盤類 : 체격이 크고 네 다리로 걸었던 초식 또는 잡식성 공룡, Sauropoda)의 발자국과 규화목, 식물 화석, 여러 종류의 흔적 화석도 산출되었는데 이는 당시의 식생과 용각류의 먹이사슬을 알 수 있는 증거가 된다.