במהלך חלק גדול מהתקופות הפליאוזואיות, המזוזואיות והקנוזואיות - כלומר מלפני 300 מיליון שנה ועד היום - לאוקלהומה היה המזל הטוב ויבש, מה שמאפשר שמירה על מגוון רחב של מאובנים. (הפער היחיד בתיעוד הבתולי הזה התרחש בתקופת הקרטיקון, כאשר חלק גדול מהמדינה היה שקוע מתחת לים הפנים המערבי.) בשקופיות הבאות, תגלו את הדינוזאורים החשובים ביותר, הזוחלים הפרהיסטוריים ויונקים מגפאונה שקראו למדינה המוקדמת שלהם בית. (לראות רשימת דינוזאורים ובעלי חיים פרהיסטוריים שהתגלו בכל מדינה בארה"ב.)
הדינוזאור הרשמי של אוקלהומה, היורה המנוח סאורופגנאקס היה קרוב משפחה של הידועים יותר אלוזאורוסולמעשה, יתכן וזה היה מין של אלוזאורוס, שהיה מעביר את סאורופגנאקס ("אכלת הלטאה הגדולה ביותר") לערימת האשפה של הפליאונטולוגיה. נכון שקרוב לאמיתו של דבר, אולי לא ירצו לשמוע זאת, אך שלד Saurophaganax מוצג במקום מוזיאון אוקלהומה להיסטוריה טבעית מרופד עם כמה עצמות אלוזאורוס!
אחד הדינוזאורים הגדולים טורפים של ראשית קרטיקון התקופה (לפני כ- 125 מיליון שנה), מאובני הסוג של Acrocanthosaurus התגלה באוקלהומה זמן קצר לאחר מלחמת העולם השנייה. שמו של טרופוד זה, יווני בשם "לטאה בעלת שדרה גבוהה", מתייחס לגבולות העצבים הייחודיים הנמצאים על גבו, אשר אולי תמכו ב
ספינזאורוסכמו מפרש. באורך 35 מטר וחמישה או שישה טון, Acrocanthosaurus היה כמעט בגודל של הרבה יותר מאוחר טירנוזאורוס רקס.כמו רבים sauropod דינוזאורים מתקופת הקרטיקון האמצעי, סאורופוזידון "אובחן" על בסיס קומץ חוליות שנמצאו בצד אוקלהומה בגבול טקסס-אוקלהומה בשנת 1994. ההבדל הוא שהחוליות הללו היו עצומות באמת, מה שהכניס את סאורופוזידון לשיעור המשקל של 100 טון (ואולי גם הפך אותו לאחד הדינוזאורים הגדולים ביותר שחי אי פעם, אולי אפילו מתחרה בדרום אמריקה ארגנטינוזאורוס).
טועה לעתים קרובות בדינוזאור אמיתי, דימטרון היה למעשה סוג של זוחל פרהיסטורי המכונה "פליכוזאור", וחי הרבה לפני עידן הקלאסי של הדינוזאורים (בתקופת פרמיאן פרק זמן). איש אינו יודע את הפונקציה המדויקת של מפרש מובהק של דיטרודון; זה כנראה היה מאפיין שנבחר מבחינה מינית, וייתכן שעזר לזוחל זה לספוג (ולהפיץ) חום. מרבית המאובנים של דיטרודון מגיעים ממבנה "המיטות האדומות" המשותף לאוקלהומה וטקסס.
קרוב משפחה של דימטרון (ראה שקף קודם), קוטילורינצ'וס דבק בקלאסיקה פיקוסאור תכנית גוף: גזע ענק ומנופח (שהחזיק את חצרות המעיים וחצרות המעיים שהיה זקוק לזוחל פרהיסטורי זה כדי לעכל חומר צמחי קשוח), ראש זעיר ורגליים מגושמות ושכבות. באוקלהומה ובשכנתה הדרומית, טקסס, התגלו שלושה מינים של קוטילורינצ'וס (השם הוא יווני בשם "חוטם כוס").
אחד הדו-חיים הזוחלים ביותר של המוקדם פרמיאן לפני כ 290 מיליון שנה, קאקופים ("פנים עיוורות") היה יצור מעוגל, בגודל חתול, עם רגליים מגושמות, זנב קצר וגב משוריין קלות. ישנן עדויות לכך ש- Cacops היה מצויד גם בעור התוף המתקדם יחסית, התאמה הכרחית לכל החיים מישורי אוקלהומה היבשים, וכי ציד בלילה, עדיף להימנע מהטורפים הדו-חיים הגדולים יותר של אוקלהומה שלה בית גידול.
שרידי הביזאר, הראש הבומרנג דיפלוקולוס ("גבעול כפול") התגלו בכל רחבי מדינת אוקלהומה, שהייתה הרבה יותר חמה וביצהית לפני 280 מיליון שנה ממה שהיא כיום. יתכן שהנוגין בצורת V של דיפלוקולוס עזר בכך דו-חיים פרהיסטורי לנווט בזרמי נחלים חזקים, אך תפקידו הסביר יותר היה להרתיע טורפים גדולים מלבלוע אותו בשלמותו!
עוד מין של פיקוסוזאור - וכך קשור קשר הדוק לדימיטרון וקוטילורינצ'וס (ראה שקופיות קודמות) - Varanops היה חשוב להיות אחד האחרונים ממשפחתו על פני כדור הארץ, ומתוארך לכל תקופת פרומיאן המאוחרת (כ -260 מיליון לפני שנים). כבר בתחילת המתחולל טריאס בתקופה, עשרה מיליון שנה אחר כך, כל הפיקוזאורים עלי אדמות נכחדו, שרוסו מחוץ לזירה על ידי התאמה טובה יותר ארכוזאורים וטראפסידים.
אוקלהומה הייתה מלאת חיים במהלך התקופה הקנוזואית, אך תיעוד המאובנים דליל יחסית עד פליסטוקן תקופה, שנמשכה לפני כשני מיליון עד 50,000 שנה. מהתגליות של הפליאונטולוגים אנו יודעים כי המישורים הנרחבים של המדינה הקדומה יותר חצו על ידים ממותות צמרניות ו מסטודונים אמריקאים, כמו גם סוסים פרהיסטוריים, גמלים פרהיסטוריים, ואפילו מין אחד של ארמדילו ענקי פרהיסטורי, גליפטותרום.