カムイサウルス
小林に説得されたむかわ町は総額6000万円の予算を付けて3年計画の本格的な発掘事業を開始した。発掘作業は第1次(2013年9月から同年10月)と第2次(2014年9月)に分けられ、小林を筆頭に、北海道大学の学生と北海道大学総合博物館のボランティアら、穂別博物館の学芸員ら等によって行われた。第1次発掘では、1.2メートルの右大腿骨を含む、後肢と尾椎骨の大部分が、第2次発掘では頭骨の一部や100本の歯が発掘された。この2回の発掘で掘り出された岩石付きの化石は重量6トンにも及んだ。
地層が脆弱であったことや垂直に近い崖が存在したことから、発掘は困難であった。化石から遠い部分の崖は重機で削り取られ、化石に近づくにつれて削岩機、ハンマーとタガネ、アイスピック、デンタルピックと次々に小型の道具が使用された。大きな溝に作業者が入り込んで発掘する形となり、足元に蓄積する土砂の除去作業や脆い化石の石膏による保護作業が発生したことも手伝い、発掘作業は順調には進行しなかった。また、崖の地表近くは風化して化石と同様の茶色を呈しており、地層と化石の区別が困難であった。ただし第2次発掘では事前工事で崖が下がって作業スペースが広がり投入できる人員が増えたこと、より巨大な石膏ジャケットを製作できるようになったこと、地層が風化していない暗灰色を示し化石との区別が容易になったことなどから、発掘作業の効率が向上した。第2次発掘は開始から2週間で骨化石の産出が激減し、3年間の計画が2年でほぼ完了した。
2014年10月には全身のほとんどを採集した可能性が高いと報じられ、2015年と2016年に博物館スタッフのみで行われたそれぞれ10日間の補足発掘でも恐竜化石は数点しか得られなかった。
北海道で発見されたことから学名には、先住民であるアイヌの言葉で「神」を意味する「カムイ」を含めた「カムイサウルス・ジャポニクス」と命名された。意味は「日本の竜の神(日本の神トカゲ)」としている。
「むかわ竜」の名称を巡っては争いも見られた。2018年に穂別出身者の会は、「むかわ竜」が合併で消滅した旧穂別町から産出したことを理由に、現むかわ町に因んで名づけられた「むかわ竜」を改名するよう主張した。5月には名称決定の過程の情報公開を求める公開質問状と改名を求める3029人分の署名を提出し、7月13日には通称名の使用停止の要請書を送付した。むかわ町長の竹中喜之は「むかわ竜」という通称を継続する方針を固めた。
また、むかわ町は2017年7月7日に「むかわ竜」という通称の商標登録を申請し、2018年11月30日付で文具・書籍・ファッション・食品など9分類での登録が完了した。商標登録された後も申請があれば無償利用が可能であったが、「むかわ竜」7あるいは「カムイサウルス」の名称を使用した場合使用料を徴収するという条例が2020年10月16日に可決・試行された。