For det første den dårlige nyheten: Det har aldri blitt oppdaget noen dinosaurer i Michigan, hovedsakelig fordi i løpet av Mesozoisk tid, da dinosaurene levde, ble sedimentene i denne tilstanden jevnlig erodert av naturlige krefter. (Med andre ord, dinosaurer bodde i Michigan for 100 millioner år siden, men levningene deres hadde ikke en sjanse til å fossile.) Nå, den gode nyheten: Denne staten er fremdeles kjent for sine fossiler fra andre forhistoriske liv som stammer fra tidene fra Paleozoic og Cenozoic, inkludert unike skapninger som den ullmammaen og den amerikanske Mastodon.
Inntil for ganske nylig hadde svært få fossiler av megafauna-pattedyr blitt oppdaget i delstaten Michigan (med unntak av noen forhistoriske hvaler og noen spredte rester av gigantiske Pleistocene pattedyr). Det hele endret seg i slutten av september 2015, da et overraskende omfattende sett med ullmamma bein ble avdekket under et limabønne felt i byen Chelsea. Dette var en virkelig samarbeidsinnsats; forskjellige Chelsea-innbyggere ble med i graven da de hørte den spennende nyheten. I 2017 forskere fra University of Michigan
oppdaget ytterligere 40 bein og beinfragmenter på samme sted, inkludert deler av dyrets hodeskalle. Forskere samlet også sedimentprøver, som de brukte for å datere fossilet. De mener den er mer enn 15 000 år gammel og ble jaget av mennesker.Den offisielle statlige fossilen til Michigan, the Amerikansk mastodon var et vanlig syn i denne tilstanden i løpet av pleistocen epoke, som varte fra omtrent to millioner til 10.000 år siden. Mastodoner - enorme kattedyr som fjernt beslektet med elefanter - delte territoriet sitt med ull mammuter, så vel som et bredt utvalg av andre megafauna-pattedyr, inkludert bjørner i stor størrelse, bever og hjort. Dessverre disse dyr ble utdødd like etter den siste istiden, og ga etter for en kombinasjon av klimaendringer og jakt fra tidlige indianere.
De siste 300 millioner årene har det meste av Michigan ligget godt over havet - men ikke alt sammen, noe som fremgår av oppdagelsen av forskjellige forhistoriske hvaler, inkludert tidlige prøver av fremdeles eksisterende hvaler som Physeter (bedre kjent som sædhvalen) og Balaenoptera (finnhvalen). Det er ikke helt klart hvordan disse hvalene avvikles i Michigan, men en ledetråd kan være at de er av ekstremt fersk herkomst, noen eksempler som dateres til under 1000 år siden.
Michigan kan ha vært høyt og tørt de siste 300 millioner årene, men i over 200 millioner år før det (starter i Cambrian periode) området av denne staten ble dekket av et grunt hav, i likhet med store deler av Nord-Amerika. Det er derfor sedimenter som dateres til ordovicium, silur, og devon periodene er rike på små marine organismer, inkludert forskjellige arter av alger, koraller, brachiopoder, trilobitter og crinoider (bittesmå, tentaklede skapninger fjernt beslektet med sjøstjerner). Michigans berømte Petoskey-stein - en type bergarter med tessellert mønster, og statsteinen Michigan - er laget av fossiliserte koraller fra denne perioden.