Teleurstellend, gezien de nabijheid van dinosaurusrijke staten zoals Montana en South Dakota weinig intacte dinosaurussen zijn ooit ontdekt in North Dakota, Triceratops is de enige opmerkelijke uitzondering. Nog steeds staat deze staat bekend om zijn grote verscheidenheid aan mariene reptielen, megafauna-zoogdieren en prehistorische vogels, zoals je kunt leren door de volgende dia's te bekijken. (Zie een lijst met dinosaurussen en prehistorische dieren die in elke Amerikaanse staat zijn ontdekt.)
Een van de beroemdste inwoners van North Dakota is Bob the Triceratops: een bijna intact exemplaar, 65 miljoen jaar oud, ontdekt in het deel van de Hell Creek vorming. Triceratops was niet de enige dinosaurus die de laatste tijd in deze staat leefde Krijt periode, maar het was degene die het meest complete skelet heeft achtergelaten; meer fragmentarische overblijfselen wijzen ook op het bestaan van Tyrannosaurus Rex, Edmontonia, en Edmontosaurus.
Een deel van de reden dat er zo weinig dinosaurussen zijn ontdekt in North Dakota is dat tijdens het late Krijt een groot deel van deze staat onder water stond. Dat verklaart de ontdekking in 1995 van de bijna volledige schedel van Plioplatecarpus, een bijzonder woest type marien reptiel dat bekend staat als een
mosasaurus. Dit exemplaar in North Dakota mat een enge 23 voet van kop tot staart en was duidelijk een van de toproofdieren van zijn onderzeese ecosysteem.Een van de meest voorkomende fossiele dieren van North Dakota, vertegenwoordigd door talrijke intacte skeletten, Champsosaurus was laat Krijt reptiel dat sterk leek op een krokodil (maar in feite behoorde tot een obscure familie van wezens die bekend staat als choristoderans). Net als krokodillen speurde Champsosaurus door de vijvers en meren van North Dakota op zoek naar lekker prehistorische vissen. Vreemd genoeg waren alleen vrouwelijke Champsosaurus in staat om op het droge te klimmen om hun eieren te leggen.
North Dakota staat niet algemeen bekend om zijn prehistorische vogelsDaarom is het opmerkelijk dat in deze staat een exemplaar van het late Krijt Hesperornis is ontdekt. De niet-vliegende Hesperornis wordt verondersteld te zijn geëvolueerd uit eerdere vliegende voorouders, net als moderne struisvogels en pinguïns. (Hesperornis was een van de aanstichters van de Bone Wars, de laat 19e-eeuwse rivaliteit tussen paleontologen Othniel C. Marsh en Edward Drinker Cope; in 1873 beschuldigde Marsh Cope van het stelen van een krat met Hesperornis-botten!)
Mammoths en Mastodons zwierven tijdens de Pleistoceen tijdperk - en welk deel van de continentale Verenigde Staten ligt verder naar het noorden dan North Dakota? Deze staat heeft niet alleen de overblijfselen opgeleverd Mammuthus primigenius (de Wolharige mammoet) en Mammut americanum (de Amerikaanse Mastodon), maar fossielen van de verre voorouder van de olifant Amebelodon zijn hier ook ontdekt, daterend uit de late jaren Mioceen tijdperk.
Brontotherium, het "donderbeest" - dat ook de naam Brontops, Megacerops en Titanops draagt - was een van de grootste megafauna zoogdieren van de late Eoceen- tijdperk, verre voorouder van moderne paarden en andere vreemdhoevige hoefdieren (maar niet zozeer van neushoorns, waar het vaag op leek, dankzij de prominente hoorns op zijn snuit). Het onderkaakbeen van dit beest van twee ton werd ontdekt in de Chadron-formatie in North Dakota, in het centrale deel van de staat.
Megalonyx, de Giant Ground luiaard, staat bekend om zijn beschrijving door Thomas Jefferson, een paar jaar voordat hij de derde president van de Verenigde Staten werd. Enigszins verrassend voor een geslacht waarvan de resten meestal in het diepe zuiden worden ontdekt, werd onlangs een Megalonyx-klauw gevonden opgegraven in North Dakota, het bewijs dat dit megafauna-zoogdier een groter bereik had dan eerder werd aangenomen tijdens de laat Pleistoceen tijdperk.