50.000.000 jaar geleden lagen de landgebieden van de wereld zeer algemeen boven water of waren zij slechts met een dunne laag water bedekt. De formaties en afzettingen van deze periode vonden zowel op het land als in de zee plaats, maar voornamelijk op het land. Geruime tijd lang kwam het land geleidelijk omhoog, maar werd het tegelijkertijd weggespoeld naar de lagere niveaus en naar de zeeën.
Al vroeg in deze periode verschenen in Noord-Amerika plotseling de placentale zoogdieren; deze vormden de belangrijkste evolutionaire ontwikkeling tot aan dit tijdstip. Er hadden eerder soorten zoogdieren zonder placenta bestaan, maar dit nieuwe type ontsprong direct en plotseling aan de reeds bestaande reptiele voorvader wiens nakomelingen door de tijden van het achteruitgaan van de dinosaurussen hadden stand gehouden. De vader van de placentale zoogdieren was een kleine, zeer actieve, vleesetende, springende dinosaurus-soort.
Bij deze primitieve zoogdiersoorten begonnen er fundamentele zoogdierinstincten aan de dag te treden. Zoogdieren bezitten wat overleving betreft een immense voorsprong op alle andere vormen van dierlijk leven, omdat zij in staat zijn om:
1. nageslacht voort te brengen dat betrekkelijk volgroeid en goed ontwikkeld is;
2. hun nageslacht met tedere zorg te voeden, groot te brengen en te beschermen;
3. hun superieure hersencapaciteit te gebruiken om hun voortbestaan te verzekeren;
4. hun toegenomen behendigheid te gebruiken om aan vijanden te ontkomen;
5. superieure intelligentie te benutten bij het zich instellen op en bewerken van de omgeving.
45.000.000 jaar geleden werden de ruggegraten van de continenten opgestuwd, waarbij over de gehele linie de kustlijnen zonken. Het zoogdierleven ontwikkelde zich snel. Een klein, reptielachtig, eierleggend soort zoogdier tierde welig en de voorlopers van de latere kangaroes zwierven door Australië. Spoedig waren er kleine paarden, snelvoetige rhinocerossen, tapirs met slurven, primitieve varkens, eekhoorns, lemuren, buideldieren en verscheidene stammen aapachtige dieren. Ze waren alle klein, primitief en het best geschikt om in de bossen van de bergachtige streken te leven. Een grote struisvogelachtige landvogel ontwikkelde zich tot een hoogte van drie meter en legde eieren van drieentwintig bij drieendertig centimeter. Dit was de voorloper van de latere, reusachtige passagiersvogels, die zo’n hoog ontwikkelde intelligentie hadden en eens mensen door de lucht hebben vervoerd.
De zoogdieren van het vroege Kaenozoïcum leefden op het land, onder water, in de lucht en in de boomtoppen. Zij hadden één tot elf paar borstklieren en waren alle bedekt met een aanzienlijke vacht. Evenals de later verschijnende orden ontwikkelden ze twee opeenvolgende tandstelsels en hadden ze grote hersenen in vergelijking tot hun lichaamsgrootte. Maar bij geen van deze zoogdieren bestonden er al moderne vormen.
40.000.000 jaar geleden begonnen de landgebieden van het noordelijk halfrond zich te verheffen, hetgeen werd gevolgd door uitgebreide landafzetting en andere activiteiten van de aarde, waaronder lava-uitvloeiingen, overstromingen, de vorming van meren en erosie.
Gedurende het laatste gedeelte van dit tijdperk stond het grootste deel van Europa onder water. Na een lichte rijzing van het land was het continent vol meren en baaien. De Noordelijke IJszee liep zuidwaarts door de Oeralvlakte en stond in verbinding met de Middellandse Zee die zich toen in noordelijke richting had uitgebreid, terwijl de hooglanden van de Alpen, Karpaten, Appenijnen en Pyreneeën boven water lagen als eilanden in de zee. De Landengte van Panama lag boven water; de Atlantische en Stille Oceaan waren gescheiden. Noord-Amerika was met Azië verbonden door de landbrug van de Beringstraat en via Groenland en IJsland met Europa. De ring van land die de aarde op de noordelijke breedten omsloot, werd alleen gebroken door de Oeralstraat die de noordelijke zeeën met de vergrote Middellandse Zee verbond.
Een aanzienlijke hoeveelheid kalksteen, gevormd door krijtdiertjes, werd afgezet in Europese wateren. Heden ten dage ligt ditzelfde gesteente op een hoogte van 3000 meter in de Alpen, op 5000 meter in de Himalaya en op 6000 meter in Tibet. De kalkafzettingen uit deze periode worden ook aangetroffen langs de kusten van Afrika en Australië, aan de westkust van Zuid-Amerika en bij West-Indië.
Gedurende deze hele zogenaamde Eoceen -periode ging de evolutie van zoogdieren en andere verwante levensvormen met weinig of geen onderbrekingen door. Noord-Amerika was toen over land verbonden met alle continenten behalve Australië, en de wereld werd geleidelijk veroverd door een fauna van diverse typen primitieve zoogdieren.