I meget af de sidste 500 millioner år, Arkansas skiftede mellem udvidede tørre trylleformularer og udvidede våde (hvilket betyder helt under vandet) magi; desværre stammer de fleste af fossilerne af små hvirvelløse dyr, der blev opdaget i denne tilstand, fra disse nedsænkede perioder. Forværring af tingene i den mesozoiske æra var de geologiske forhold i denne del af Nordamerika ikke befordrende for fossildannelse, så vi har meget lidt bevis for dinosaurer. Men fortvivl ikke: forhistorisk Arkansas var ikke helt blottet for forhistorisk liv.
Arkansaurus blev den eneste dinosaur, der nogensinde blev opdaget i Arkansas, oprindeligt klassificeret som et eksemplar af ornithomimus, den klassiske "fugl efterligner" dinosaur, der lignede en struds. Problemet er, at sedimenterne, hvor Arkansaurus blev fundet (i 1972), foregik Ornithomimus 'gyldne tidsalder med flere millioner år; en anden mulighed er, at denne dinosaur repræsenterer en helt ny slægt af ornithomimid, eller måske en art af den lige så uklare Nedcolbertia.
Nashville Sauropod Trackway, i en gipsmine nær Nashville, Arkansas, har bogstaveligt talt givet tusinder af dinosaur fodaftryk, de fleste af dem hører til sauropoder (sidstnævntes enorme firfodede plantespisere Jurassic periode, typificeret af Diplodocus og Apatosaurus). Det er klart, flokke af sauropoder krydsede denne region i Arkansas under deres periodiske migrationer, efterlader fodaftryk (muligvis adskilt med millioner af års geologisk tid) op til to meter i diameter.
Ligesom Arkansaurus er den mest komplette dinosaur, der nogensinde er blevet opdaget i Arkansas, så Megalonyx, også kendt som Giant Ground Sloth, er den mest komplette forhistoriske pattedyr. Påstanden om berømmelse af dette sent på 500 pund udyr pleistocæn epoke er, at dens type fossil (opdaget i West Virginia snarere end Arkansas) oprindeligt blev beskrevet af Thomas Jefferson år før han blev USAs tredje præsident.
Opkaldt efter Ozark-bjergene var Ozarcus en tre meter lang forhistorisk haj af midten Karbon periode, for ca. 325 millioner år siden. Da det blev annonceret for verden, i april 2015, var Ozarcus en af de mest komplette forfædreshajer, der nogensinde er identificeret i Nordamerika (brusk bevarer ikke godt i fossilrekorden, så de fleste hajer er repræsenteret ved deres spredte tænder). Hvad mere er, Ozarcus ser ud til at have været et vigtigt "manglende link", der pryder udviklingen af hajer i de senere mesozoiske og cenozoiske epoker.
Selvom Megalonyx er den mest kendte forhistoriske pattedyr fra Arkansas, var denne stat hjemsted for alle former for gigantisk fauna under den sene Pleistocene-epoke, for omkring 50.000 år siden. Der er ikke opdaget intakte, overskriftgenererende eksemplarer, men forskere har fundet de spredte rester af uldne mammuter og Amerikanske Mastodons, der var tykke på jorden over hele Nordamerika, indtil de omkom kort efter den sidste istid.