מאכזב, בהתחשב בקרבתו למדינות עתירות דינוזאורים כמו מונטנה ודקוטה הדרומית, מאוד מעט דינוזאורים שלמים התגלו אי פעם בצפון דקוטה, והטריצרטופים היו הבולטים היחידים יוצא מן הכלל. אף על פי כן, מדינה זו מפורסמת בשל מגוון רחב של זוחלים ימיים, יונקים מגפאונה ועופות פרהיסטוריים, כפי שתוכלו ללמוד עליהם על ידי עיון במגלשות הבאות. (לראות רשימת דינוזאורים ובעלי חיים פרהיסטוריים שהתגלו בכל מדינה בארה"ב.)
אחד התושבים המפורסמים ביותר בצפון דקוטה הוא בוב טריצרטופס: דגימה כמעט שלמה, בת 65 מיליון שנה, שהתגלתה בחלק הצפוני של דקוטה קריק הגיהנום היווצרות. Triceratops לא היה הדינוזאור היחיד שחי במצב זה במהלך המאוחר קרטיקון תקופה, אבל זה היה זה שהשאיר את השלד השלם ביותר; שרידים מקוטעים יותר מצביעים גם על קיומו של טירנוזאורוס רקס, אדמונטוניה, ו אדמונטוזאורוס.
חלק מהסיבה שהתגלו כל כך מעט דינוזאורים בצפון דקוטה היא שבמהלך תקופת הקרטיקון המאוחרת, חלק גדול ממצב זה היה שקוע מתחת למים. זה מסביר את הגילוי, בשנת 1995, של הגולגולת הכמעט מלאה של Plioplatecarpus, סוג עז במיוחד של זוחל ימי המכונה מוזאזאור. הדגימה הצפונית של דקוטה זו מדדה 23 מטר מהראש לזנב, והייתה בבירור אחת מהטורפים הקצרים של המערכת האקולוגית התת-מימית שלה.
אחת החיות המאובנות הנפוצות ביותר של דקוטה הצפונית, המיוצגת על ידי מספר רב של שלדים שלמים, שמפוזאורוס היה מאוחר קרטיקון זוחל שדמה מקרוב לתנין (אך למעשה היה שייך למשפחת יצורים עלומה המכונה כוריסטודרנים). כמו תנינים, שאמפסוזאור הוליך את הבריכות והאגמים של דקוטה הצפונית בחיפוש אחר טעימות דגים פרהיסטוריים. למרבה הפלא, רק השמפוזוזאור הנשי היו מסוגלים לטפס על יבשה, כדי להטיל את ביציהן.
דקוטה הצפונית אינה ידועה בדרך כלל בזכותה ציפורים פרהיסטוריותוזו הסיבה שראוי לציון שבמדינה התגלה דגימה של ההספרוריס המנוח. ההספרורניס נטול הטיסה התברר כי התפתח מאבות קדומים מעופפים, בדומה ליענים מודרניים ופינגווינים. (היספרורניס היה אחד ממסדי הארגון מלחמות עצמות, היריבות המאוחרת של המאה ה -19 בין הפליאונטולוגים אותניאל סי. מארש ואדוארד שתיין קופ; בשנת 1873 האשים מארש את קופ בגניבת ארגז עצמות ההספרוריס!)
ממותות ומסטודונים שוטטו בשטחים הצפוניים ביותר של צפון אמריקה במהלך ימי הקיץ פליסטוקן תקופה - ואיזה חלק מארצות הברית היבשתית ממוקם צפונית יותר מצפון דקוטה? לא רק שמדינה זו הניבה את שרידיה של Mammhus primigenius (ה ממותה צמרירית) ו ממוטה אמריקנום (ה מסטודון אמריקאי), אך מאובנים של האב הקדום לפיל הרחוק אמבלודון התגלו גם כאן, ומתוארכים עד מאוחר מיוקן תקופה.
ברונטותריום, "חיית הרעם" - שעשתה גם שמות ברונטופס, מגאקרופס וטיטאנופס - הייתה אחת הגדולות יונקים מגפאונה של המאוחר אאוקן עידן קדום, אבות רחוקים לסוסים מודרניים ולשאר צאצאים מוזרים (אך לא כל כך הרבה לקרנפים, שדומה להם במעורפל בזכות הקרניים הבולטות בחוטם). עצם הלסת התחתונה של בהמה זו של שני טונות התגלתה בתצורת השאדרון בצפון דקוטה, בחלק המרכזי של המדינה.
Megalonyx, the עצלן קרקע ענקי, מפורסם בכך שתואר על ידי תומאס ג'פרסון, כמה שנים לפני שהיה לנשיא השלישי של ארצות הברית. באופן מפתיע למדי עבור מין ששרידיו מתגלים בדרך כלל בדרום העמוק, היה לאחרונה טופר של Megalonyx שנחשף בצפון דקוטה, הוכחה לכך שיונק מגפאונה זה היה טווח רחב יותר ממה שהאמינו בעבר במהלך מאוחר פליסטוקן תקופה.