Nors Kalifornija yra geriausiai žinoma dėl savo megafaunos žinduolių, tokių kaip Tigras su kardais dantimis ir „Dire Wolf“ kaip turistų lankomas vietas, valstybė turi gilią iškastinę istoriją, besitęsiančią iki pat Cambrijos laikotarpio. Dinozaurų, deja, gana trūksta. Jie, be abejo, gyveno Kalifornijoje, kaip ir visur kitur Šiaurės Amerikoje mezozojaus eros metu, tačiau dėl geologijos neaiškumų jie nebuvo gerai išsaugoti fosilijų įrašuose. Čia yra svarbiausi dinozaurai ir priešistoriniai gyvūnai, aptikti Eurekos valstijoje.
Sabre-danties tigras (dažnai vadinamas savo genties pavadinimu Smilodon) yra toli nuo garsiausių (ir labiausiai paplitusių) priešistorinių žinduolių iš Kalifornijoje dėka tūkstančiai pilnų griaučių atsigavo iš garsaus La miesto centro „La Brea Tar“ duobių. Andželas. Tai Pleistocenas plėšrūnas buvo protingas, bet akivaizdžiai nepakankamai protingas, nes ištisos kalavijo dantų pakuotės pateko į spąstus, kai jie bandė vaišintis jau užmirštu grobiu.
Beveik tiek gausu fosilijų įrašuose, kiek tigro su dantimis
Dire Vilkas yra ypač tinkamas gyvūnas, gyvenęs Kalifornijoje, atsižvelgiant į jo pagrindinį vaidmenį serijoje HBO Sostų žaidimas. Kaip ir Smilodon, daugybė "Dire Wolf" skeletų (gentis ir rūšies pavadinimas „Canis dirus“) buvo iškasti iš La Brea deguto duobių, parodydami, kad šie du raumeningi, maždaug vienodo dydžio megafaunos žinduoliai varžėsi dėl to paties grobio.Vienintelis dinozauras, kada nors aptiktas pietų Kalifornijoje, ir iš nedaugelio dinozaurų, aptiktų visoje valstijoje, „Aletopelta“ buvo 20 pėdų ilgio, dviejų tonų ankilosauras, taigi, artimas žymiai vėlesnio ir geriau žinomo žmogaus giminaitis Ankilosaurus. Kaip ir daugelis priešistorinių gyvūnų, Aletopelta buvo aptikta visiškai atsitiktinai; kelių įgula vykdė statybos darbus netoli Carlsbado, o „Aletopelta“ fosilija buvo atstatyta iš griovio, kuris buvo iškastas kanalizacijos vamzdžiui.
Kalifornosaurus yra vienas primityviausių ichtiozaurai („žuvų driežai“), kurie fosilijos įrašuose vis dar yra identifikuoti ir kuriuos išdavė šio jūrinio roplio palyginti nehidrodinaminė forma (trumpa galva, sėdinti ant svogūninio kūno) ir palyginus trumpi plazdeliai. Paini, tai vėlai Triaso žuvies valgytojas dažnai vadinamas Shastasaurus arba Delphinosaurus, tačiau paleontologai teikia pirmenybę Californosaurus greičiausiai todėl, kad tai yra smagiau.
Vienas iš nedaugelio priešistorinių gyvūnų, kada nors atrastų netoli Fresno, „Plotosaurus“ buvo 40 pėdų ilgio, penkių tonų mosasauras, jūrinių roplių šeima, kuri iki vandenyno pabaigos dominavo pasaulio vandenynuose Kreidos laikotarpis. Nepaprastai didelės Plotosaurus akys rodo, kad jis yra ypač efektyvus kitų jūrinių roplių plėšrūnas, bet, deja, nepakankamai efektyvus, kad neliktų išnykęs kartu su visais savo mosasaurų giminaičiais K / T meteorų poveikis.
priešistorinis banginis Cetoteris, kurio viena rūšis prieš milijonus metų nubloškė Kalifornijos krantus, gali būti laikomas mažesne, lieknesne šiuolaikinio pilkojo banginio versija. Kaip ir šiuolaikinis palikuonis, ceteriumas filtravo planktoną iš jūros vandens baleno plokštelių pagalba. Tai greičiausiai apsimetė milžinas priešistoriniai rykliai iš Miocenas epocha, sąrašas, apimantis 50 pėdų ilgio, 50 tonų Megalodonas, didžiausias visų laikų priešistorinis ryklys.
Nors garsiausi yra „Tiberas su dantimis“ ir „Dire Wolf“ megafaunos žinduoliai norint atsigauti po „La Brea Tar“ duobes, jie buvo toli gražu ne vieninteliai komiškai gigantiški pūkuoti žvėrys iš Kalifornijos Pleistoceno. Taip pat klaidžiojo ši valstybė Amerikos „Mastodon“, Milžiniška žemės slota, ir Milžiniškas trumpaplaukis lokys, kurios visos išnyko netrukus po praėjusio ledynmečio, klimato pokyčių aukos, taip pat vietinių amerikiečių genčių medžioklės.