Ten eerste het slechte nieuws: er zijn nooit dinosauriërs ontdekt in Michigan, vooral omdat tijdens de Mesozoïcum, toen de dinosauriërs leefden, werden de sedimenten in deze staat gestaag geërodeerd door natuurlijk krachten. (Met andere woorden, dinosauriërs leefden 100 miljoen jaar geleden in Michigan, maar hun overblijfselen hadden geen kans om te fossiliseren.) Nu het goede nieuws: deze staat is nog steeds opmerkelijk vanwege zijn fossielen van ander prehistorisch leven uit het Paleozoïcum en het Cenozoïcum, waaronder unieke wezens zoals de wolharige mammoet en de Amerikaanse mastodont.
Tot voor kort waren er in de staat Michigan zeer weinig fossielen van megafauna-zoogdieren ontdekt (met uitzondering van enkele prehistorische walvissen en enkele verspreide overblijfselen van gigantische pleistocene zoogdieren). Dat veranderde allemaal eind september 2015, toen een verrassend uitgebreide set van wolharige mammoet botten werden opgegraven onder een lima-bonenveld in de stad Chelsea. Dit was een echt gezamenlijke inspanning; verschillende Chelsea-bewoners deden mee aan de opgraving toen ze het opwindende nieuws hoorden. In 2017 kwamen onderzoekers van de University of Michigan
ontdekte 40 extra botten en botfragmenten op dezelfde plaats, inclusief delen van de schedel van het dier. Wetenschappers verzamelden ook sedimentmonsters, die ze gebruikten om het fossiel te dateren. Ze geloven dat het meer dan 15.000 jaar oud is en door mensen is gejaagd.Het officiële staatsfossiel van Michigan, de Amerikaanse mastodont was een veelvoorkomend verschijnsel in deze staat tijdens de Pleistoceen tijdperk, dat duurde van ongeveer twee miljoen tot 10.000 jaar geleden. Mastodons - enorme slagtanddieren die in de verte verwant waren aan olifanten - deelden hun territorium met wollig mammoeten en een breed assortiment van andere megafauna-zoogdieren, waaronder grote beren, bevers en herten. Helaas deze dieren stierf kort na de laatste ijstijd en bezweek aan een combinatie van klimaatverandering en jacht door vroege indianen.
De afgelopen 300 miljoen jaar lag het grootste deel van Michigan ver boven de zeespiegel - maar niet alles, zoals blijkt uit de ontdekking van verschillende prehistorische walvissen, inclusief vroege exemplaren van nog bestaande walvisachtigen zoals Physeter (beter bekend als de potvis) en Balaenoptera (de gewone vinvis). Het is niet precies duidelijk hoe deze walvissen in Michigan terechtkwamen, maar een aanwijzing kan zijn dat ze van zeer recente herkomst zijn, sommige exemplaren dateren van minder dan 1000 jaar geleden.
Michigan was de afgelopen 300 miljoen jaar misschien hoog en droog, maar daarvoor meer dan 200 miljoen jaar geleden (beginnend in de Cambrian periode) het gebied van deze staat was bedekt door een ondiepe oceaan, net als een groot deel van Noord-Noord-Amerika. Dat is de reden waarom sedimenten dateren uit de Ordovicium, Siluur, en Devoon periodes zijn rijk aan kleine mariene organismen, waaronder verschillende soorten algen, koralen, brachiopoden, trilobieten en crinoïden (kleine schepsels met tentakels die in de verte verwant zijn aan zeesterren). De beroemde Petoskey-steen in Michigan - een soort rots met een mozaïekpatroon en de staatssteen van Michigan - is gemaakt van gefossiliseerde koralen uit deze periode.