Net als de andere staten van het hogere New England heeft Vermont een uiterst schaarse fossielengeschiedenis. Deze staat heeft geen geologische afzettingen die dateren van laat Paleozoïcum tot laat Mesozoïcum tijdperken (wat betekent dat er hier nooit dinosauriërs zijn of zullen worden ontdekt), en zelfs de Cenozoïcum is een virtuele blanco tot het einde van de Pleistoceen tijdperk. Toch wil dat niet zeggen dat de staat Green Mountain volledig verstoken was van het prehistorische leven.
Delphinapterus, het officiële staatsfossiel van Vermont, is de geslachtsnaam van de nog bestaande Beluga-walvis, ook wel bekend als de witte walvis. Het exemplaar dat in Vermont werd ontdekt, dateert van ongeveer 11.000 jaar geleden, tegen het einde van de laatste ijstijd, toen een groot deel van de staat werd bedekt door een ondiep water, de Champlain-zee. (Vanwege Vermonts gebrek aan geschikte sedimenten heeft deze staat helaas geen walvis fossielen dateert uit eerder in het cenozoïcum.)
Pas tegen het einde van het Pleistoceen, toen de dikke laag gletsjers begon af te nemen, werd Vermont bevolkt door elke vorm van
megafauna zoogdieren. Hoewel ze nog geen intacte exemplaren hebben gevonden (van het soort dat periodiek wordt ontdekt in Siberië en de noordelijke uithoeken van Alaska), hebben paleontologen verspreide verspreidingen opgegraven Amerikaanse Mastodon fossielen in Vermont; het is ook waarschijnlijk, hoewel niet ondersteund door het fossielenbestand, dat deze staat kort de thuisbasis was Wolharige mammoeten.Maclurites, een veel voorkomend fossiel in Vermont, was een geslacht van prehistorische slakken of gastropoden die leefden tijdens de Ordovian periode (ongeveer 450 miljoen jaar geleden, toen het gebied dat bestemd was om Vermont te worden, werd bedekt door een ondiepe oceaan en het leven van gewervelde dieren nog geen droog land had gekoloniseerd). Deze oude ongewervelde is genoemd naar William Maclure, beroemd om het produceren van de allereerste geologische kaart van de Verenigde Staten in 1809.
De noordoostelijke Verenigde Staten, inclusief Vermont, zijn rijk aan sedimenten uit de Verenigde Staten Paleozoïcum, ongeveer 500 tot 250 miljoen jaar geleden, lang voor het tijdperk van dinosauriërs. De fossiele afzettingen van Vermont bestaan meestal uit oude, kleine, in zee levende wezens zoals koralen, crinoïden en brachiopoden, toen een groot deel van Noord-Amerika onder water stond. Een van de beroemdste ongewervelde dieren van Vermont is Olenellus, die ten tijde van zijn ontdekking werd beschouwd als de vroegst bekende trilobiet.