Selv om California er mest kjent for sine megafauna-pattedyr, som Saber-Toothed Tiger and the Dire Wolf som turistattraksjoner, har staten en dyp fossil historie som strekker seg helt tilbake til den kambriske perioden. Dinosaurer mangler dessverre heller. De bodde absolutt i California, som de gjorde overalt ellers i Nord-Amerika i mesozoisk tid, men takket være geologiens skjellsord har de ikke blitt bevart godt i fossilprotokollen. Her er de viktigste dinosaurene og forhistoriske dyrene oppdaget i Eureka-staten.
De Sabre-tann tann (ofte referert til med navnet sitt, Smilodon) er langtfra det mest kjente (og mest vanlige) forhistoriske pattedyret til California, takket være gjenoppretting av bokstavelig talt tusenvis av komplette skjeletter fra de berømte La Brea Tar Pits i Los sentrum Angeles. Dette pleistocen rovdyr var smart, men tydeligvis ikke helt smart nok, da hele pakker med sabeltenner ble fanget i møkka da de forsøkte å feste seg på allerede gjødslet byttedyr.
Nesten like rikelig i fossilprotokollen som Saber-Toothed Tiger, the
Dire Wolf er et spesielt passende dyr å ha bodd i California, gitt sin hovedrolle i HBO-serien Game of Thrones. Som med Smilodon, mange skjeletter av Dire Wolf (slekt og artsnavn) Canis dirus) har blitt mudret ut av La Brea Tar Pits, og demonstrert at disse to muskuløse, omtrent like store megafauna-pattedyrene konkurrerte om det samme byttet.Den eneste dinosauren som noen gang har blitt oppdaget i Sør-California, og av de få dinosaurene som er oppdaget i hele staten, Aletopelta var en 20 fot lang, to tonn ankylosaur, og dermed en nær slektning av de mye senere og bedre kjente Ankylosaurus. Som mange forhistoriske dyr ble Aletopelta oppdaget fullstendig ved et uhell; et veimannskap utførte byggearbeid i nærheten av Carlsbad, og fossilet av Aletopelta ble utvunnet fra en grøft som var gravd ut for et kloakkrør.
Californosaurus er en av de mest primitive fiskeøgler ("fiske øgler") som ennå er identifisert i fossilprotokollen, som forrådt av dette marine krypdyrets relativt ikke-hydrodynamiske form (et kort hode som ligger på en bulbøs kropp) og sammenlignbare korte vippebånd. Forvirrende, dette sent trias fiske-eater blir ofte referert til som Shastasaurus eller Delphinosaurus, men paleontologer foretrekker Californosaurus, sannsynligvis fordi det er morsommere.
Plotosaurus, et av de få forhistoriske dyrene som noen gang ble oppdaget i nærheten av Fresno, var en 40 fot lang, fem tonn mosasaurer, familien av marine krypdyr som dominerte verdens hav mot slutten av cretaceous periode. De uvanlig store øynene til Plotosaurus peker på at det er et spesielt effektivt rovdyr for andre marine reptiler, men ikke, dessverre, effektiv nok til ikke å bli utryddet, sammen med alle dens slektninger til mosasaur, av K / T Meteor Impact.
De forhistorisk hval Cetotherium, en art som fløy ut bredden av California for millioner av år siden, kan betraktes som en mindre, slankere versjon av den moderne gråhvalen. Som sin moderne etterkommer filtrerte Cetotherium plankton fra sjøvann ved hjelp av balenplater. Den ble sannsynligvis byttet av giganten forhistoriske haier av miocen epoke, en vaktliste som inkluderer 50 fot lang 50 tonn Megalodon, den største forhistoriske haien som noensinne har levd.
Selv om Saber-Toothed Tiger og Dire Wolf er de mest kjente megafauna-pattedyr for å bli gjenvunnet fra La Brea Tar Pits, var de langt fra de eneste komisk gigantiske furry dyrene i Pleistocene California. Også forfølgelse av denne staten var Amerikanske Mastodon, den Giant Ground Sloth, og Giant Short-Faced Bear, som alle ble utdødd like etter den siste istiden, ofre for klimaendringer samt jakt av indianerstammer.