Một số loài động vật có vú đầu tiên trên hành tinh có nguồn gốc từ Đại Trung sinh, bao gồm cả quỷ castorocauda, một loài động vật có vú thủy sinh ban đầu tương tự như hải ly đương đại và morganucodon, một loài sinh vật có đặc điểm là sự pha trộn kỳ lạ của cả loài bò sát và động vật có vú. Theo About.com, có rất nhiều loài động vật đi lại và lướt qua hành tinh trong Kỷ nguyên Mesozoi, khoảng thời gian khi các loài động vật có vú nhỏ ra đời và khủng long thống trị tối cao.
Có lẽ những động vật quan trọng nhất trong thời kỳ này là khủng long. Những con khủng long nhỏ nhất xuất hiện vào đầu Kỷ nguyên Trung sinh trong Kỷ Trias, tiếp theo là những loài khủng long khổng lồ trong Kỷ Jura. Khủng long cuối cùng đã tuyệt chủng vào cuối Kỷ Phấn trắng - đánh dấu sự kết thúc của Kỷ nguyên Mesozoi. Ngoài ra còn có các loài bò sát và chim nhỏ trong Kỷ nguyên Mesozoi kéo dài 180 triệu năm.
