120.000.000 vuotta sitten alkoi matelijoiden kauden uusi vaihe. Tämän ajanjakson suurtapahtuma oli dinosaurusten evoluutio ja taantuminen. Maaeläimistö kehittyi kokonsa puolesta suurimpaan mahdolliseen mittaansa, ja kyseinen elollismuoto oli tämän kauden loppuun tultaessa jo käytännöllisesti katsoen hävinnyt maan päältä. Dinosauruksia kehittyi kaikenkokoisia, alle kuudenkymmenen senttimetrin pituisesta lajista aina valtaviin ei-lihansyöjähirmuliskoihin, jotka olivat lähes kahdenkymmenenkolmen metrin mittaisia. Sellaista ruumiinkokoa ei yksikään elävä olento ole sen jälkeen saavuttanut.
Suurimmat dinosaurukset olivat lähtöisin läntisestä Pohjois-Amerikasta. Näitä hirmuisen kokoisia matelijoita on maahan hautautuneina kaikkialla Kalliovuorten alueella, pitkin Pohjois-Amerikan koko Atlantin-puoleista rannikkoa, Länsi-Euroopassa, Etelä-Afrikassa ja Intiassa, mutta ei Australiassa.
Nämä massiiviset eläimet kävivät sitä laiskemmiksi ja heikommiksi mitä isommiksi ne kasvoivat; mutta ne tarvitsivat niin suunnattomat määrät ravintoa ja ne tallasivat maan niin jalkoihinsa, että ne kirjaimellisesti nääntyivät nälkään ja kuolivat sukupuuttoon—niiltä puuttui älykkyys, jota olisi tarvittu tilanteesta selviytymiseen.
Suurin osa Pohjois-Amerikan itäisestä osasta, joka oli jo kauan ollut korkealla, oli tähän aikaan mennessä tasoittunut ja huuhtoutunut Atlantin valtamereen niin, että rannikko ulottui useita satoja kilometrejä kauemmaksi kuin nyt. Mantereen läntinen osa oli yhä ylhäällä, mutta näillekin alueille tunkeutuivat myöhemmin sekä pohjoinen meri että Tyynimeri, joka ulottui idän suunnalla Dakotan Black Hillsin seudulle.
Tämä oli makeanveden kausi, jolle olivat ominaisia monet sisämaan järvet, kuten ilmenee runsaista makeanveden eliöstön fossiileista Coloradon, Montanan ja Wyomingin niin kutsutuissa Morrison-kerrostumissa. Näiden kerrostumien paksuus, olivatpa ne suolaisessa tai makeassa vedessä muodostuneita, vaihtelee 600:sta 1500:aan metriin; mutta näissä kerroksissa esiintyy varsin vähän kalkkikiveä.
Sama napaseudun meri, joka ulottui näin kauas Pohjois-Amerikkaan, peitti pian ilmaantuvaa Andien vuoristoa lukuun ottamatta myös koko Etelä-Amerikan. Kiina ja Venäjä olivat enimmältään veden alla, mutta veden maalletunkeutuminen oli kuitenkin laajinta Euroopassa. Juuri tämän upoksissaolon aikana muodostui Etelä-Saksan kaunis litografikivi, kerrostumat, joissa sellaisetkin fossiilit kuin muinaisaikaisten hyönteisten tavattoman hauraat siivet ovat säilyneet kuin eilisestä.
Tämän aikakauden kasvisto oli paljolti edellisen kauden kasviston kaltaista. Saniaiset säilyttivät asemansa, samalla kun havupuut ja pinjat taas muuttuivat yhä enemmän nykyisten lajien kaltaisiksi. Välimeren pohjoisrannoilla muodostui vielä jonkin verran kivihiiltä.
Sää parani siitä, että meret taas palasivat peittämään maata. Korallit levisivät Euroopan vesiin, mikä todistaa ilmanalan edelleen jatkuneesta lauhkeudesta ja tasaisuudesta, mutta korallit eivät koskaan enää palanneet vähitellen viileneviin napaseutujen meriin. Näiden aikojen merieliöstö koheni ja kehittyi suuresti, varsinkin Euroopan vesissä. Sekä koralleja että merililjoja esiintyi ohimenevästi entistä runsaammin, mutta ammoniitit olivat vallitsevina valtamerten selkärangattomien eliöiden keskuudessa. Niiden keskimääräinen koko vaihteli seitsemän ja kymmenen senttimetrin välillä, vaikka eräs laji kehittyikin läpimitaltaan kaksi- ja puoli -metriseksi. Sienieläimiä oli kaikkialla, ja sekä mustekalat että osterit kehittyivät edelleen.
110.000.000 vuotta sitten muuttuivat merieliöstöön sisältyneet potentiaalit yksi toisensa jälkeen todellisuudeksi. Merisiili oli eräs tämän kauden merkittävistä mutaatioista. Taskuravut, hummerit ja nykyisentyyppiset äyriäiset kehittyivät tämänhetkiseen hahmoonsa. Merkittäviä muutoksia tapahtui kalojen lahkossa. Ensimmäinen sammentyyppinen kala ilmestyi, mutta kaikissa merissä oli suurin määrin matelijoista polveutuvia saaliinhimoisia merikäärmeitä, ja ne uhkasivat hävittää koko kalojen heimon.
Tämä oli edelleen ennen muuta dinosaurusten aikakautta. Kuivalla maalla niitä esiintyi niin runsaasti, että toimeen tullakseen kaksi lajia oli meren edellisen tulvehtimisen aikana paennut veteen. Nämä merikäärmeet edustavat takaperoista evoluutiota. Kun jotkin uudet lajit kulkevat kehityksessään eteenpäin, toiset kannat polkevat paikallaan, toiset taas taantuvat ja palaavat aiempaan tilaan. Juuri näin kävi, kun mainitut kaksi matelijoiden tyyppiä hylkäsivät kuivan maan elinympäristönään.
Merikäärmeet kasvoivat ajan myötä niin kookkaiksi, että niistä tuli varsin hidasliikkeisiä, ja lopulta ne tuhoutuivat, sillä niiden aivot eivät olleet riittävän suuret, jotta ne olisivat löytäneet keinot valtavan ruumiinsa suojelemiseksi. Näiden valtavien kalaliskojen aivot painoivat vajaat kuusikymmentä grammaa, vaikka ne toisinaan kasvoivat yli viidentoista metrin mittaisiksi, valtaosakin yli kymmenmetrisiksi. Merikrokotiilit olivat toinen taantuma maalla eläneistä matelijatyypeistä, mutta toisin kuin merikäärmeet nämä eläimet palasivat aina maalle munimaan.
Kohta sen jälkeen kun kaksi dinosauruslajia turhassa itsesäilytysyrityksessään oli siirtynyt veteen, maalla käyty katkera olemassaolotaistelu pakotti kaksi muuta tyyppiä etsimään turvaa ilmasta. Mutta nämä ilmassa liikkuneet lintuliskot eivät olleet myöhempien aikojen varsinaisten lintujen kantamuotoja. Ne kehittyivät onttoluisista hyppivistä dinosauruksista, ja niiden siivet olivat muodostukseltaan lepakon siipien kaltaisia kärkivälin ollessa kuudesta yli seitsemään metriä. Nämä muinaiset lentävät matelijat kasvoivat yli kolmen metrin pituisiksi, ja niiden leuat olivat erilliset ja muistuttivat paljon nykyisten käärmeiden leukoja. Jonkin aikaa näytti siltä, että nämä lentävät matelijat olisivat olleet onnistunut kehitystulos, mutta ne eivät sittenkään kehittyneet sellaiseen suuntaan, että ne olisivat kyenneet säilymään elollisten joukossa ilmassapurjehtijoina. Ne edustavat niitä lintujen edeltäjiä, jotka eivät selviytyneet tätä pitemmälle.
Tämän kauden aikana runsastuivat kilpikonnat, jotka olivat ilmaantuneet ensinnä Pohjois-Amerikkaan. Niiden esivanhemmat tulivat pohjoisen maakannaksen kautta Aasiasta.
Sata miljoonaa vuotta sitten matelijoiden aikakausi oli lähestymässä loppuaan. Dinosaurukset olivat valtaisasta massastaan huolimatta lähes aivottomia eläimiä, jotka eivät olleet kyllin älykkäitä kyetäkseen hankkimaan riittävästi ravintoa valtavan ruhonsa ravitsemiseen. Ja niinpä näitä hidasliikkeisiä maamatelijoita menehtyi yhä suuremmin joukoin. Tästä lähtien evoluutio tulee seuraamaan aivojen eikä fyysisen massan kasvua, ja aivojen kehitys on oleva tunnusomaista kullekin tämän jälkeen seuraavalle eläinten evoluution ja planeetan edistymisen aikakaudelle.
Tämä ajanjakso, joka kattaa matelijoiden heimon loistokauden ja alkavan taantumisen, kesti lähes kaksikymmentäviisi miljoonaa vuotta, ja se tunnetaan jurakautena.