West Virginia heeft wat je zou kunnen noemen een "bodemzwaar" geologisch record: dit staat is rijk aan fossielen daterend uit het paleozoïcum, van ongeveer 400 tot 250 miljoen jaar geleden, waarna de put opdroogt totdat we bewijs vinden van verspreide megafauna-zoogdieren aan de vooravond van de moderne tijd. Maar zelfs onder deze omstandigheden heeft West Virginia een aantal fascinerende exemplaren van vroege amfibieën en tetrapoden opgeleverd, zoals je kunt leren door de volgende dia's te lezen.
Greererpeton ("kruipend beest van Greer") neemt een vreemde positie in tussen de vroegste tetrapoden (de geavanceerde kwabvinnen die honderden miljoenen jaren geleden op het land klommen) en de eerste echte amfibieën. Dit middelste Carboon-wezen lijkt al zijn tijd in het water te hebben doorgebracht, wat paleontologen ertoe bracht te concluderen dat het "gede-evolueerd" was van recente amfibische voorouders. West Virginia heeft tientallen Greererpeton-fossielen opgeleverd, waardoor dit een van de bekendste prehistorische dieren van de staat is.
De drie meter lange Proterogyrinus (Grieks voor "vroeg kikkervisje") was het roofdier van de late Carboon West Virginia, ongeveer 325 miljoen jaar geleden, toen Noord-Amerika net begon te worden bevolkt door luchtademhaling amfibieën afstammen van de eerste tetrapoden. Dit kronkelige beestje behield enkele evolutionaire sporen van zijn recente tetrapod-voorouders, met name zijn brede, visachtige staart, die bijna net zo lang was als de rest van zijn lichaam.
Diploceraspis, een naaste verwant van de gelijknamige Diplocaulus, was een vreemd uitziende amfibie van de Perm periode, gekenmerkt door zijn oversized, boemerangvormige kop (waardoor het waarschijnlijk niet in zijn geheel werd ingeslikt) door roofdieren, of liet het er van een afstand zo groot uitzien dat grotere vleeseters het in de eerste keer niet wilden achtervolgen plaats). Verschillende exemplaren van Diploceraspis zijn ontdekt in zowel West Virginia als het naburige Ohio.
Vreemd genoeg is Lithostrotionella de officiële staat edelsteen van West Virginia, ook al was het geen rots, maar een prehistorisch koraal dat in het begin ongeveer 340 miljoen jaar geleden leefde Carboonperiode (toen een groot deel van het oosten van Noord-Amerika onder water stond en het leven van gewervelde dieren nog niet droog was binnengedrongen) land). Koralen, die nog steeds gedijen, zijn koloniale, in zee levende dieren en geen planten of mineralen, zoals veel mensen ten onrechte geloven.
Een voorwerp van voortdurend geschil tussen West Virginia en Virginia is de ware herkomst van Megalonyx, the Giant Ground luiaard beschreven door Thomas Jefferson voordat hij de derde president van de Verenigde Staten werd. Tot voor kort werd aangenomen dat het type fossiel van Megalonyx werd ontdekt in Virginia zelf; nu is er bewijs aan het licht gekomen dat dit megafauna zoogdier woonde eigenlijk in Pleistoceen West Virginia. (Bedenk dat Virginia in Jefferson's tijd één grote kolonie was; West Virginia is alleen gemaakt tijdens de burgeroorlog.)