Η Βόρεια Καρολίνα είχε μια μικτή γεωλογική ιστορία: από περίπου 600 έως 250 εκατομμύρια χρόνια πριν, αυτή η πολιτεία (και πολλά άλλα από αυτό που θα γινόταν νοτιοανατολικές Ηνωμένες Πολιτείες) βυθίστηκε κάτω από ένα ρηχό νερό, και η ίδια κατάσταση συνέβαινε για μεγάλο μέρος των Μεσοζωικών και Τσενοζωικών Εποχές. (Ήταν μόνο κατά τη διάρκεια του Τριαδική περίοδος που η επίγεια ζωή στη Βόρεια Καρολίνα είχε μεγάλο χρονικό διάστημα για να ανθίσει.) Ωστόσο, αυτό δεν σημαίνει ότι η Βόρεια Καρολίνα στερήθηκε εντελώς από τους δεινόσαυρους και την προϊστορική ζωή.
Το Hypsibema έζησε κατά τα τέλη Γυψώδης περίοδο, ένα από τα σπάνια τμήματα του χρόνου, όταν το μεγαλύτερο μέρος της Βόρειας Καρολίνας ήταν πάνω από το νερό. Είναι ο επίσημος κρατικός δεινόσαυρος του Μισσούρι, αλλά απολιθώματα του Υσσίματος έχουν ανακαλυφθεί και στη Βόρεια Καρολίνα. Δυστυχώς, αυτό hadrosaur (δεινόσαυρος με πάπιες) είναι αυτό που οι παλαιοντολόγοι αποκαλούν ονομασία dubium: ήταν πιθανώς ένα άτομο ή ένα είδος ενός ήδη ονομαζόμενου δεινοσαύρου, και έτσι δεν αξίζει το δικό του γένος.
Ανακοινώθηκε στον κόσμο το 2015, Carnufex (Ελληνικά για "κρεοπωλείο") είναι ένα από τα πρώτα αναγνωρισμένα κροκοδυλόμορφα - η οικογένεια των προϊστορικών ερπετών που αποκλίνουν από τους αρχαιοσαύρους στη μέση Τριασικός περίοδο και οδήγησε σε μοντέρνους κροκόδειλους - και σε μήκος περίπου 10 πόδια και 500 λίβρες, σίγουρα ένα από τα μεγαλύτερα. Δεδομένου ότι οι δεινόσαυροι δεν είχαν φτάσει ακόμη στη μέση Τριαδική Βόρεια Αμερική από τον προγονικό τους βιότοπο της Νότιας Αμερικής, ο Carnufex ίσως ήταν ο κορυφαίος θηρευτής της Βόρειας Καρολίνας!
Όχι αρκετά δεινόσαυρος, και όχι αρκετά προϊστορικός κροκόδειλος (παρά το "Suchus" στο όνομά του), ο Postosuchus ήταν μισός τόνος αρχαιοσαυρος που κυμαινόταν ευρέως σε όλη τη Βόρεια Αμερική κατά τα τέλη Τριασικός περίοδος. (Ήταν ένας πληθυσμός αρχαιοσαύρων που δημιούργησε τους πρώτους δεινόσαυρους, στη Νότια Αμερική, περίπου 230 εκατομμύρια χρόνια πριν.) Ένα νέο είδος Postosuchus, Π. Αλισόνα, ανακαλύφθηκε στη Βόρεια Καρολίνα το 1992. παραδόξως, όλα τα άλλα γνωστά δείγματα Postosuchus έχουν ανακαλυφθεί πολύ πιο δυτικά, στο Τέξας, την Αριζόνα και το Νέο Μεξικό.
Τα διάσπαρτα ερείπια του Eocetus, η «αυγή της φάλαινας», ανακαλύφθηκαν στη Βόρεια Καρολίνα στα τέλη της δεκαετίας του 1990. Αυτό νωρίς Eocene φάλαινα, η οποία έζησε πριν από 44 εκατομμύρια χρόνια, διέθετε στοιχειώδη χέρια και πόδια, ένα στιγμιότυπο των πρώτων σταδίων του εξέλιξη φαλαινών πριν αυτά τα ημι-υδρόβια θηλαστικά είχαν προσαρμοστεί σε μια πλήρως υδρόβια ύπαρξη. Δυστυχώς, δεν είναι γνωστά πολλά για τον Eocetus σε σύγκριση με άλλους πρόγοους φαλαινών, όπως οι σύγχρονοι Pakicetus από την ινδική υποήπειρο.
Ένας στενός συγγενής του Postosuchus, ο Zatomus ονομάστηκε στα μέσα του 19ου αιώνα από τον διάσημο παλαιοντολόγο Edward Drinker Cope. Από τεχνικής άποψης, ο Ζάτομος ήταν ένας «rauisuchian» αρχόσαυρος. Ωστόσο, η ανακάλυψη ενός μόνο απολιθωμένου δείγματος στη Βόρεια Καρολίνα σημαίνει ότι είναι πιθανώς ένα ονομασία dubium (δηλαδή, ένα δείγμα ενός ήδη υπάρχοντος γένους αρχαιοσαύρων). Ωστόσο, καταλήγει να ταξινομείται, ο Ζάτομος ήταν πιθανώς στενός συγγενής ενός πιο γνωστού αρχαιοσαύρου, Μπατραχότομος.
Η Βόρεια Καρολίνα διαθέτει μερικούς από τους παλαιότερους γεωλογικούς σχηματισμούς στις Ηνωμένες Πολιτείες, μερικοί που χρονολογούνται απόΚαμπριανός φορές (πριν από περισσότερα από 550 εκατομμύρια χρόνια) όταν σχεδόν όλη η ζωή στη γη περιοριζόταν στους ωκεανούς. Το μυστηριώδες Pteridinium, όπως και πολλά λεγόμενα "ediacarans", ήταν ένα πλάσμα που μοιάζει με τριλίτη που πιθανότατα ζούσε στον πυθμένα των ρηχών λιμνοθαλασσών. οι παλαιοντολόγοι δεν είναι σίγουροι πώς κινήθηκε αυτό το ασπόνδυλο ή ακόμα και τι έτρωγε.