Durante a época do Pleistoceno, que começou cerca de 2,5 milhões de anos atrás, o clima em Kentucky foi marcadamente diferente do que é hoje. O estado foi coberto por um mosaico de floresta boreal, pastagens e tundra. As florestas eram dominadas por abeto, abeto e pinheiros, enquanto as pastagens abrigavam uma variedade de gramíneas, flores silvestres e arbustos. A tundra foi encontrada nas elevações mais altas e foi caracterizada por plantas de baixo crescimento, como musgos e líquenes.
A época do Pleistoceno também era um tempo de megafauna, ou animais gigantes. O maior desses animais foi o Mastodon, um parente enorme do elefante moderno que poderia atingir alturas de até 13 pés e pesar até 8 toneladas. Outros megafauna que moravam em Kentucky na época incluíam o mamute, o bisonte gigante, o urso de rosto curto e o lobo terrível.
Com o clima de aquecimento no final da época do Pleistoceno, esses animais gradualmente foram extintos. Os últimos mastodons desapareceram da América do Norte há cerca de 11.000 anos, enquanto os últimos mamutes morreram cerca de 10.000 anos atrás.
Hoje, Kentucky é o lar de uma ampla variedade de plantas e animais mais adaptados ao clima atual do estado. As florestas são dominadas por árvores de carvalho, bordo e nogueira, enquanto as pastagens abrigam uma variedade de gramíneas, flores silvestres e arbustos. A tundra desapareceu de Kentucky, mas o estado ainda é o lar de uma variedade de animais encontrados em climas mais frios, como a lebre com raquetes de neve, raposa vermelha e veados de cauda branca.