Seperti negara bagian lain di New England bagian atas, Vermont memiliki sejarah fosil yang sangat jarang. Keadaan ini tidak memiliki simpanan geologis yang berasal dari Paleozoikum akhir hingga akhir Era Mesozoikum (artinya tidak ada dinosaurus yang pernah, atau akan pernah ditemukan di sini), dan bahkan dinosaurus Kenozoikum adalah kosong virtual sampai akhir Zaman pleistosen. Namun, itu bukan untuk mengatakan bahwa Green Mountain State sepenuhnya tanpa kehidupan prasejarah.
Fosil resmi negara bagian Vermont, Delphinapterus adalah nama genus Paus Beluga yang masih ada, juga dikenal sebagai Paus Putih. Spesimen yang ditemukan di Vermont berasal dari sekitar 11.000 tahun yang lalu, menjelang akhir Zaman Es terakhir, ketika banyak negara bagian ditutupi oleh perairan dangkal yang disebut Laut Champlain. (Karena kurangnya sedimen yang sesuai di Vermont, sayangnya, keadaan ini tidak memiliki fosil ikan paus berasal dari sebelumnya di Era Kenozoikum.)
Hanya menjelang akhir zaman Pleistosen ketika lapisan gletsernya yang tebal mulai surut, Vermont menjadi dihuni oleh segala jenis
mamalia megafauna. Meskipun mereka belum menemukan spesimen utuh (dari jenis yang secara berkala ditemukan di Siberia dan bagian utara Alaska), ahli paleontologi telah menemukan tersebar American Mastodon fosil di Vermont; kemungkinan juga, meskipun tidak didukung oleh catatan fosil, bahwa keadaan ini adalah tempat tinggal sementara Mammoth Berbulu.Fosil umum di Vermont, Maclurites adalah genus siput prasejarah, atau gastropoda, yang hidup selama Ordovian periode (sekitar 450 juta tahun yang lalu, ketika wilayah yang ditakdirkan untuk menjadi Vermont ditutupi oleh laut dangkal dan kehidupan vertebrata belum menjajah tanah kering). Avertebrata kuno ini dinamai sesuai nama William Maclure, terkenal karena menghasilkan peta geologis pertama di Amerika Serikat pada tahun 1809.
AS bagian timur laut, termasuk Vermont, kaya akan sedimen yang berasal dari AS Era Paleozoikum, sekitar 500 hingga 250 juta tahun yang lalu, jauh sebelum zaman dinosaurus. Endapan fosil Vermont sebagian besar terdiri atas makhluk purba, kecil, dan hidup di laut seperti karang, crinoid, dan brachiopoda, ketika sebagian besar Amerika Utara tenggelam di bawah air. Salah satu invertebrata paling terkenal dari Vermont adalah Olenellus, yang pada saat penemuannya dianggap sebagai yang paling awal diketahui trilobite.