Eocen
Sisari
U ranom eocenu pojavili su se papkari, a na početku oligocena bili su već razbijeni u moderna tri podreda: Camelidae (kamile), Suidae i preživari. Primjer ranog eocenskok kopitara je  rod Diacodexis. Međutim, oblici sa neparnim papcima (koji se, premda nisu poznati jasni fosili prije eocena, vjerovatno su se pojavili na paleocenu u Aziji), bili su dominantni na početku eocena, gurajući kopitare na siromašnija područja, gdje su preživari evoluirli  probavni sistem  sa četiri dijela stomaka. Primjer ranog eocenskog oblika neparnih papaka je najstariji kopitar, Hyracotherium koji, međutim, nije narâstao mnogo veći od zeca. Pojavom trava u srednjem eocenu, ova grupa je tako imala evolucijsku prednost i stoga je mogla imati važniju ekološku ulogu. Pojavile su se i prve eocenske životinje sa surlom, Proboscidea, poput roda Moeritherium i većeg Palaeomastodon, sa kratkom surlom, a smatra se pretkom slonova. Embrithopoda su bila grupa sisara iz Afrike koji su vjerovatno povezani sa slonovima, primer je rod Arsinoitherium. Glodari, koji su se prvi put pojavili na paleocenu, također su se i dalje diverzificirali tokom eocena. Sasvim je moguće da su ih protjerali konkurenti multiituberkulati koji su takođe živjeli od orašastih plodova i sjemenki. Multiituberkulati bili su starija grupa sisara, koja se u eocenu snažno reducirana i izumrla u oligocenu. Gondwanatheria su bila grupa sisara koji mogu biti povezani s multiituberkulama i žive samo na južnim kontinentima (Južna Amerika, Antarktik, Indija i Afrika). Najmanji poznati sisar koji je ikada postojao, podsjeća na insktivore roda "Batodonoides", živeo je pre oko 53 miliona godina. Prvi fiksni fosili šišmišsa potiču iz donjeg eocena (eocenske vrste slijepih miševa su iz rodova Icaronycteris, Archaeonycteris, Palaeochiropteryx i Hassianycteris), iako su i u kredi pronađeni fosilni zubi koji pripadaju šišmišima. Postepeno zahlađenje klime od sredine eocena, uzrokovalo je promjenu staništa mnogih životinja. Prašuma jepostala manja tako da su se mnoge vrste prilagodile otvorenim travnjacima. I biljojedni travari i grupe grabljivica postaju veće i jače. Skupine mesoždernih eocenskih sisara bile su Mesonychia (poput rodova Mesonyx, Ankalagon i Andrewsarchus, a posljednji je bio najveći i, koliko je poznato, najgrabežljiviji sisar ikad), zatim Condylarthra (poput roda Arctocyon  ili vjerovatno također i Tingamarra), ali posebno Creodonta (poput roda Patriofelis ili kasnoeocenskog Sarkastodon). Zadnje tri grupe su do sada izumrle. Ovi sisari preuzeli su ulogu dominantnih predatora u toku eocena. Na kraju eocena pojavili su se prvi moderni grabežljivci, Feliformia i Caniformia, prethodnici modernih mačkio i pasa. Prekursori Carnivora bili su iz reda Miacoidea, iz paleocena i ranog eocena; danas su obje grupe smještene u kladus Carnivoramorpha. Grupa koja je spadala u Carnivora bile su Nimravidae (u sastavu Feliforma), koja se takođe pojavila na kraju eocena. Primati čiji su se prvi predstavnici pojavili na paleocenu, razvijali su se dalje u eocenu. Primjeri eocenskog primata su Notharctus, koji je izgledao kao današnji lemuri i rod Darwinius, od kojih su poznati vrlo dobro očuvan fosili. Posebnu evolucijsku granu predstavljao je nastanak prvih kitova iz grupe Mesonychia. Ova evolucija je prilično poznata zbog mnogih fosila raznih intermedijarnih oblika koji se nalaze u slojevima donjeg i srednjeg eocena u Pakistanu. Najstariji preci kitova su iz porodice Pakicetidae, kopnenih grabežljivaca s trokutastim zubima, tipskim za cijelu grupi Mesonychia. Nekoliko miliona godina kasnije, neke vrste, poput onih iz roda Ambulocetus, usvojile su životni stil amfibija. Položaj njihovih nogu kod  Ambulocetus  je već više fokusiran na plivanje, nego na kretanje po kopnu. Prije otprilike 45 miliona godina, pojavili su se prvi kompletni morski i kitovi, porodice Basilosauridae. U ovu grupu spadaju rodovi Basilosaurus i Dorudon, koji se po anatomiji ne razlikuju mnogo od današnjih kitovia.