Pendant une grande partie des 500 derniers millions d'années, Arkansas alterné entre des périodes sèches prolongées et des périodes humides prolongées (c'est-à-dire complètement sous l'eau); malheureusement, la plupart des fossiles de petits invertébrés découverts dans cet état datent de ces périodes submergées. Pour aggraver les choses, pendant l'ère mésozoïque, les conditions géologiques dans cette partie de l'Amérique du Nord n'étaient pas propices à la formation de fossiles, nous avons donc très peu de preuves de dinosaures. Mais ne désespérez pas: l'Arkansas préhistorique n'était pas entièrement dépourvu de vie préhistorique.
Le seul dinosaure jamais découvert en Arkansas, Arkansaurus a été initialement classé comme spécimen de Ornithomimus, le dinosaure "mimique d'oiseau" classique qui ressemblait à une autruche. Le problème est que les sédiments où Arkansaurus a été déterré (en 1972) sont antérieurs à l'âge d'or d'Ornithomimus de plusieurs millions d'années; une autre possibilité est que ce dinosaure représente un genre entièrement nouveau de
ornithomimide, ou peut-être une espèce de Nedcolbertia tout aussi obscure.Le Nashville Sauropod Trackway, dans une mine de gypse près de Nashville, Arkansas, a produit des milliers de empreintes de dinosaures, la plupart appartenant à sauropodes (les énormes mangeurs de plantes à quatre pattes de la fin jurassique période, caractérisée par Diplodocus et Apatosaurus). De toute évidence, des troupeaux de sauropodes ont traversé cette région de l'Arkansas au cours de leurs migrations périodiques, laissant des empreintes (éventuellement séparées par des millions d'années de temps géologique) jusqu'à deux pieds diamètre.
Tout comme Arkansaurus est le dinosaure le plus complet jamais découvert en Arkansas, Megalonyx, également connu sous le nom de Paresseux géant, est le mammifère préhistorique le plus complet. La gloire de cette bête de 500 livres de la fin pléistocène époque est que son type fossile (découvert en Virginie-Occidentale plutôt qu'en Arkansas) a été décrit à l'origine par Thomas Jefferson des années avant de devenir le troisième président des États-Unis.
Nommé d'après les monts Ozark, Ozarcus était un mètre de long requin préhistorique du milieu Carbonifère il y a environ 325 millions d'années. Lorsqu'il a été annoncé au monde, en avril 2015, Ozarcus était l'un des requins ancestraux les plus complets jamais identifiés en Amérique du Nord (le cartilage ne se conserve pas bien dans les archives fossiles, donc la plupart des requins sont représentés par leur dispersion les dents). De plus, Ozarcus semble avoir été un important "chaînon manquant", reflétant l'évolution des requins au cours des dernières époques mésozoïque et cénozoïque.
Bien que Megalonyx soit le mammifère préhistorique le plus connu de l'Arkansas, cet état abritait toutes sortes de faune gigantesque à la fin du Pléistocène, il y a environ 50 000 ans. Aucun spécimen intact, générateur de manchettes n'a été découvert, mais les chercheurs ont mis au jour les restes épars de mammouths laineux et Mastodontes américains, qui étaient épais sur le sol partout en Amérique du Nord jusqu'à ce qu'ils périssent peu après la dernière période glaciaire.