Η Δυτική Βιρτζίνια έχει αυτό που θα μπορούσατε να καλέσετε ως "βαρύτατο" γεωλογικό αρχείο: αυτό η πολιτεία είναι πλούσια σε απολιθώματα χρονολογείται από την Παλαιοζωική Εποχή, από περίπου 400 έως 250 εκατομμύρια χρόνια πριν, οπότε το πηγάδι στεγνώνει μέχρι να βρούμε ενδείξεις διάσπαρτων μεγαφώνων θηλαστικών στην κορυφή της σύγχρονης εποχής. Ακόμη και υπό αυτές τις συνθήκες, η Δυτική Βιρτζίνια έχει αποδώσει μερικά συναρπαστικά δείγματα πρώιμων αμφιβίων και τετραπόδων, όπως μπορείτε να μάθετε σχετικά με τη μελέτη των παρακάτω διαφανειών.
Το Greererpeton ("ερπυστικό θηρίο από το Greer") καταλαμβάνει μια περίεργη θέση μεταξύ των πρώτων τετράποδων (τα προηγμένα ψάρια με λοβούς που ανέβηκαν στην ξηρά πριν από εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια) και το τα πρώτα αληθινά αμφίβια. Αυτό το μεσαίο Carboniferous πλάσμα φαίνεται να έχει περάσει όλο το χρόνο του στο νερό, οδηγώντας παλαιοντολόγους να καταλήξει στο συμπέρασμα ότι "εξελίχθηκε" από τους πρόσφατους προγόνους των αμφιβίων. Η Δυτική Βιρτζίνια απέδωσε δεκάδες απολιθώματα Greererpeton, καθιστώντας το ένα από τα πιο γνωστά προϊστορικά ζώα της πολιτείας.
Το τριών ποδιών Proterogyrinus (ελληνικό για «πρόωρος γυρίνος») ήταν ο κορυφαίος θηρευτής του τέλους Ανθρακοφόρος Η Δυτική Βιρτζίνια, περίπου 325 εκατομμύρια χρόνια πριν, όταν η Βόρεια Αμερική μόλις άρχισε να κατοικείται από την αναπνοή του αέρα αμφίβια κατέβηκε από το πρώτα τετράποδα. Αυτό το ανατριχιαστικό κριτήριο διατήρησε ορισμένα εξελικτικά ίχνη των πρόσφατων προγόνων του τετράποδου, κυρίως την φαρδιά ουρά που μοιάζει με ψάρια, η οποία ήταν σχεδόν όσο το υπόλοιπο σώμα του.
Ένας στενός συγγενής του ομώνυμου Diplocaulus, ο Diploceraspis ήταν ένα περίεργο αμφίβιο της Πέρμια περίοδος, που χαρακτηρίζεται από το υπερβολικά μεγάλο κεφάλι της σε σχήμα μπούμερανγκ (που πιθανότατα την εμπόδισε να καταπιεί ολόκληρη από αρπακτικά, ή το έκανε να φαίνεται τόσο μεγάλο από απόσταση που οι μεγαλύτεροι κρεατοφάγοι απέφυγαν να το ακολουθήσουν στην πρώτη θέση). Διάφορα δείγματα Diploceraspis έχουν ανακαλυφθεί τόσο στη Δυτική Βιρτζίνια όσο και στο γειτονικό Οχάιο.
Παραδόξως, η Lithostrotionella είναι η επίσημη κατάσταση πολύτιμος λίθος της Δυτικής Βιρτζίνια, παρόλο που δεν ήταν βράχος, αλλά προϊστορικό κοράλλι που έζησε πριν από περίπου 340 εκατομμύρια χρόνια Η ανθρακούχος περίοδος (όταν μεγάλο μέρος της ανατολικής Βόρειας Αμερικής βυθίστηκε κάτω από το νερό και η ζωή των σπονδυλωτών δεν είχε ακόμη εισβάλει ξηρά γη). Τα κοράλλια, που εξακολουθούν να ευδοκιμούν σήμερα, είναι αποικιακά ζώα που ζουν στη θάλασσα και όχι φυτά ή ορυκτά, όπως πολλοί πιστεύουν λανθασμένα.
Ένα αντικείμενο διαρκούς διαφοράς μεταξύ της Δυτικής Βιρτζίνια και της Βιρτζίνια είναι η πραγματική προέλευση του Megalonyx, του Giant Ground Sloth περιγράφεται από τον Thomas Jefferson πριν γίνει ο τρίτος πρόεδρος των Ηνωμένων Πολιτειών. Μέχρι πρόσφατα, πιστεύεται ότι το είδος απολιθωμάτων του Megalonyx ανακαλύφθηκε στη Βιρτζίνια. τώρα, έχουν αποδειχθεί ότι αυτό είναι θηλαστικό megafauna πραγματικά έζησε Πλειστόκαινο Δυτική Βιρτζίνια. (Θυμηθείτε ότι η Βιρτζίνια ήταν μια μεγάλη αποικία στην εποχή του Τζέφερσον. Η Δυτική Βιρτζίνια δημιουργήθηκε μόνο κατά τη διάρκεια του εμφυλίου πολέμου.)