Muiden Ylä-Englannin muiden valtioiden tavoin Vermontilla on erittäin harva fossiilinen historia. Tässä valtiossa ei ole geologisia kerrostumia myöhäisestä paleozojaisesta myöhään Mesozoic aikakaudet (eli mitään dinosaurusta ei ole koskaan löydetty tai tulevat koskaan löytämään täältä), ja jopa Cenozoic on virtuaalinen tyhjä kappaleen loppuun saakka Pleistoseenikausi. Se ei silti tarkoita, että Green Mountain -valtiolla ei ollut täysin esihistoriallista elämää.
Vermontin virallinen valtion fossiili Delphinapterus on edelleen olemassa olevan Beluga-valaan suku, joka tunnetaan myös nimellä White Whale. Vermontissa löydetty yksilö on peräisin noin 11 000 vuotta sitten, viimeisen jääkauden loppua kohti, jolloin suuri osa valtiosta oli matalassa vesistössä, nimeltään Champlain Sea. (Koska Vermontissa ei ole sopivia sedimenttejä, valitettavasti tässä tilassa ei ole valaiden fossiilit vuodelta aiemmin Cenozoicin aikakaudella.)
Ainoastaan pleistoseenikauden loppua kohti, kun sen paksut jäätiköiden pinnoitteet alkoivat hiipua, Vermontiin asutti kaikenlainen
megafaunan nisäkkäät. Vaikka paleontologien ei ole vielä löydetty ehjiä yksilöitä (sellaisia, joita säännöllisesti löydetään Siperiasta ja Alaskan pohjoisosista), ne ovat osoittaneet hajallaan Amerikkalainen Mastodon fossiilit Vermontissa; on myös todennäköistä, että vaikka fossiiliset tiedot eivät tue sitä, tämä tila oli hetkessä koti Villaiset mammit.Tavallinen fossiili Vermontissa, Maclurites, oli suvun esihistoriallinen etana, tai gastropod, joka asui aikana Ordovian -jaksolla (noin 450 miljoonaa vuotta sitten, kun Vermont-alueelle tarkoitetuista alueista kärsi matala valtameri ja selkärankaisten elämän oli vielä asuttamatta kuivamaata). Tämä muinainen selkärangaton sai nimekseen William Maclure, kuuluisa siitä, että se tuotti Yhdysvaltain ensimmäisen geologisen kartan jo vuonna 1809.
Koillis-USA, mukaan lukien Vermont, on rikas sedimenteistä, jotka ovat peräisin Paleozojainen aikakausi, noin 500–250 miljoonaa vuotta sitten, paljon ennen dinosaurusten ikää. Vermontin fossiiliset talletukset koostuvat pääosin muinaisista, pienistä, meressä asuvista olennoista, kuten korallista, krinoidista ja käsijalkaisista, takaisin, kun suuri osa Pohjois-Amerikasta oli vedenalainen. Yksi Vermontin tunnetuimmista selkärangattomista on Olenellus, jota löytöhetkellä pidettiin varhaisimmin tiedossa trilobiitti.