Kao i druge države gornje Nove Engleske, Vermont ima izuzetno rijetku fosilnu povijest. Ova država nema geološka ležišta koja datiraju od kasnog paleozoika do kasne Mezozojske ere (što znači da ovdje nisu ni bili, niti će ih ikada biti otkriveni) dinosaurusa, pa čak i kenozojski je virtualno prazno do samog kraja Pleistocenska epoha. Ipak, to ne znači da je zelena planinska država u potpunosti lišena pretpovijesnog života.
Službeni državni fosil iz Vermonta, Delphinapterus je ime roda još uvijek postojećeg kitova Beluga, poznatog i kao bijeli kit. Uzorak otkriven u Vermontu datira otprilike prije 11 000 godina, krajem posljednjeg ledenog doba, kada je veći dio države bio prekriven plitkim vodenim tijelom zvanim Champlain Sea. (Zbog nedostatka odgovarajućih sedimenata u Vermontu, nažalost, ove države nema kitovi fosili datira od ranije u kenozojskoj eri.)
Tek na samom kraju pleistocenske epohe, kada je gusta prevlaka ledenjaka počela da se povlači, Vermont je naseljen bilo kojom vrstom megafaunski sisavci
. Iako još uvijek nisu pronašli netaknute primjerke (vrste koja se periodično otkrivaju u Sibiru i sjevernom toku Aljaske), paleontolozi su pronašli raspršene Američki Mastodon fosili u Vermontu; Vjerojatno je, iako nije podržan zapisima o fosilima, ovo stanje nakratko dom Vuneni mamuti.Uobičajeni fosil u Vermontu, Maclurites je bio rod prapovijesnog puža ili gastropoda, koji je živio tijekom Ordovian razdoblje (prije oko 450 milijuna godina, kada je regiju koja je namijenjena da postane Vermont bila prekrivena plitkim oceanom i život kralježnjaka tek je morao kolonizirati suhu zemlju). Ova drevna beskralježnjaka dobila je ime po Williamu Maclureu, poznatom po izradi prve geološke karte Sjedinjenih Država još 1809. godine.
Sjeveroistočni američki dio SAD-a, uključujući Vermont, bogat je sedimentima iz datuma Paleozojska era, prije otprilike 500 do 250 milijuna godina, mnogo prije doba dinosaura. Vermont fosilna ležišta uglavnom se sastoje od drevnih, sićušnih, morskih stvorenja poput korala, krinoida i brahiopoda, kad je veći dio Sjeverne Amerike bio potopljen pod vodom. Jedan od najpoznatijih beskralježnjaka Vermonta je Olenellus, koji se u vrijeme svog otkrića smatrao najranijim poznatim Trilobiti.