La aplicación de la prospección con Radar de Penetración Terrestre (GPR) en la búsqueda de estructuras fósiles, particularmente utilizando técnicas avanzadas como la modelización por diferencias finitas en el dominio del tiempo (FDTD) y el análisis de atributos de GPR, está actualmente poco explotada en paleontología. Aquí, promovemos el uso de un flujo de trabajo de GPR en Bargiano (Umbría, Italia central), un sitio paleontológico único conocido por el descubrimiento de esqueletos de cetáceos, cololitos de cachalote dolomitizados y ensamblajes fósiles estratificados. El sitio de estudio se caracteriza por una topografía muy desigual que da forma a depósitos arcillosos altamente conductores, lo que representa condiciones no exactamente ideales para la prospección con GPR. Después de generar modelos que abarcan una topografía real y propiedades eléctricas variables de los medios, simulamos estructuras fósiles enterradas a diferentes profundidades con diferentes tamaños y geometrías, utilizando diferentes frecuencias operativas. Tras obtener información sobre las características de las reflexiones, la profundidad de investigación y la detectabilidad, proporcionamos una comparación con datos experimentales, también utilizados para calcular atributos de amplitud y fase instantáneos. Al representar una firma peculiar de GPR para nuestros objetivos, discutimos los resultados a la luz de la verificación en el terreno realizada a través de zanjas. Nuestro flujo de trabajo nos permitió restringir las áreas de excavación, extendiendo la información superficial en profundidad de manera no invasiva y optimizando las operaciones de campo, necesarias para la preservación del sitio de estudio.