وفي أوائل العصر الجوراسي (منذ 180-130مليون سنة) تطورت الثدييات بشكل واضح، وكانت الثدييات السائدة في تلك الفترة صغيرة الحجم ولها شكل يشبه حيوان الزبابة وكانت تتغذى بالحشرات والديدان. وقد ظلت الثدييات صغيرة نسبيًّا طوال العصر الجوراسي والعصر الطباشيري (منذ 130- 65 مليون سنة) ، وخلال تلك العصور كانت الديناصورات هي الحيوانات المهيمنة في الأرض. وقد تطورت خلال العصر الجوراسي مجموعات كثيرة من الثدييات الأولية. ويعتقد بعض العلماء ـ خصوصًا في الغرب ـ أن إحدى تلك المجموعات الأولية كانت بداية لنشوء الثدييات وحيدة المسلك المعروفة الآن، وإن كان هناك قصور واضح في السجلات الأحفورية لمثل تلك الثدييات التي تضع بيضًا. وخلال العصر الطباشيري انقرض كثير من المجموعات المبكرة، ولكن بقيت منها مجموعة واحدة وهي ذوات الأحشاء، والتي يعتقد أنه قد تكوَّن عنها كل من ذوات الجراب وذوات المشيمة في منتصف ذلك العصر
عصر الثدييات. بدأ عصر الثدييات بانقراض الديناصورات في أواخر العصور الطباشيرية. وفي العصر الحديث (منذ 65 مليون سنة وحتى الآن) أصبحت الثدييات هي الفقاريات المهيمنة في الأرض. وبنهاية العصر الفجري (منذ 55-40 مليون سنة) تطورت المجموعات الرئيسية أو الرتب الحديثة من الثدييات، ثم ظهرت منها العائلات الجديدة خلال العصر الضُّحَويّ (منذ 40 -26مليون سنة) .