中生代（2.5亿年–6600万年前）.气候的持续转暖导致极地冰盖融化，冈瓦那超大陆的大部分区域成为沙漠。这时东部南极洲出现了许多种子蕨，并有大量砂岩和页岩沉积。三叠纪早期，类似哺乳类的合弓纲动物在南极洲很常见，这当中也包括了水龙兽。南极半岛在侏儸纪（2.06–1.46亿年前）时开始形成，周围岛屿也开始浮出海面。银杏、松柏、本勒苏铁、木贼、真蕨和苏铁在此时期都相当繁茂。针叶林占据西部南极洲的时期长达整个白垩纪（1.46–0.66亿年前）。此外南青冈科植物在白垩纪末期也越来越繁盛，菊