W kolejnych latach, rozwój nauk powodował, iż z Katedry Fizjografii wydzielano mniejsze jednostki: rozdzielono mineralogię i zoologię. Katedrę na przestrzeni kolejnych lat prowadzili znani naukowcy: Ludwik Zejszner, Victor Zepharovich, Ignacy Czerwiakowski, Alojzy Alth (autor pierwszego zeszytu Atlasu Geologicznego Galicji). W 1863 napisano pierwsze prace doktorskie z zakresu geologii i mineralogii, a w 1882 obroniono pierwszą habilitację z tej dziedziny. W 1885 roku stanowisko profesora nadzwyczajnego geologii i paleontologii w UJ objął Władysław Szajnocha (profesurę zwyczajną otrzymał on w 1889 roku, a w latach 1911/1912 i 1916/1917 pełnił funkcję Rektora Uniwersytetu Jagiellońskiego). W 1883 roku, za sprawą katedry, wyszedł pierwszy polski podręcznik mineralogii.
18 kwietnia 1886 roku z Muzeum Mineralogicznego wydzielone zostały dwa oddziały: mineralogiczny (pod kier. prof. Alojzego Altha) i geologiczno-paleontologiczny (pod kier. prof. Władysława Szajnochy). W tym samym roku powstał Gabinet Geologiczny pod kierownictwem profesora Szajnochy;