For store deler av paleozoikum og mesozoikum Epoker - inntil rundt 75 millioner år siden - området i Nord-Amerika som var bestemt til å bli Tennessee, var godt utstyrt med virvelløse dyr, inkludert bløtdyr, koraller og sjøstjerner. Denne staten er mye mindre kjent for sine dinosaurer - bare noen få spredte rester dateres til sent Krittperiode—Men den opplevde et tilbakesprett like før den moderne tid, da megafauna-pattedyr var tykk på bakken. Her er de mest bemerkelsesverdige dinosaurene og forhistoriske dyrene som noen gang har levd i frivillighetsstaten.
De sparsomme dinosaurfossilene som ble oppdaget i Tennessee er fra 75 millioner år siden, bare ti millioner år før K / T Utryddelsesarrangement. Selv om disse beinene er for fragmentariske og ufullstendige til å bli tildelt en bestemt slekt, tilhørte de nesten helt sikkert en hadrosaur (duck-fakturert dinosaur) nært knyttet til Edmontosaurus. Uansett hvor det var hadrosaurer, var det selvfølgelig tyrannosaurs og rovfugler også, men disse har ikke blitt bevart i Tennessee sine sedimenter.
Tro det eller ei, kameler utviklet seg opprinnelig i Nord-Amerika, fra hvor de spredte seg til kenozoikum Eurasia (i dag er de eneste eksisterende kameler funnet i Midt-Østen og Sentral-Asia) før de ble utdødd i deres fødselsland ved den moderne tids cusp. Den mest kjente forhistoriske kamelen til Tennessee var Camelops, et syv meter høyt megafauna-pattedyr som streifet rundt denne tilstanden under pleistocen epoke, fra omtrent to millioner til 12 000 år siden.
Washington County i Tennessee er hjemmet til Gray Fossil Site, som har restene av et helt økosystem som dateres til sent miocen og tidlig pliocen epoker (fra rundt syv millioner til fem millioner år siden). Pattedyrene som er identifisert fra dette nettstedet inkluderer sabeltandede katter, forhistoriske elefanter, forfedrede neshorn, og til og med en slekt av pandabjørn; og det er ikke engang å nevne overflod av flaggermus, alligatorer, skilpadder, fisk og amfibier.
Et forvirrende antall gigantiske dovendyr streifet rundt Nord-Amerika under Pleistocene-epoken. Staten Tennessee er mest kjent for Mylodon, også kjent som Paramylodon, en nær slektning av Giant Ground Sloth først beskrevet på slutten av 1700-tallet av Thomas Jefferson. Som de andre megafauna-pattedyrene i Pleistocene Tennessee, var Mylodon nesten komisk gigantisk, omtrent 10 meter høye og 2000 pund (og tro det eller ei, det var fremdeles mindre enn andre forfedres dovendyr i sin tid, slik som Megatherium).
Som mange dinosaurfattige stater nær østkysten, er Tennessee uvanlig rik på fossilene til mye mindre imponerende dyr - crinoids, brachiopoder, trilobitter, koraller og andre små marine skapninger som befolket de grunne havene og innsjøene i Nord-Amerika for over 300 millioner år siden, i løpet av devon, silur og karbon perioder. Disse er kanskje ikke imponerende å se på i et museum, men de gir et makeløst perspektiv på livets evolusjon under den Paleozoic Era.