Jabarkan Era Mesozoikum (250–66 Ma) dari Antarktika

Pemanasan yang terus berlanjut akhirnya mengeringkan sebagian besar Gondwana. Selama Periode Trias, Antartika didominasi oleh biji pakis (pteridospermae) yang termasuk dalam genus Dicroidium, yang tumbuh sebagai pohon. Flora Trias terkait lainnya termasuk ginkgophyta, cycadophyta, conifer, dan sphenopsid. Tetrapoda pertama kali muncul di Antartika selama Periode Trias awal, dengan fosil paling awal yang diketahui ditemukan di Formasi Fremouw Pegunungan Transantartika. Synapsida (juga dikenal sebagai "reptil mirip mamalia") termasuk spesies seperti Lystrosaurus yang umum selama Trias Awal.

Semenanjung Antarktika mulai terbentuk selama periode Jurassic (206–146 Ma). Pohon Ginkgo, tumbuhan runjung, Bennettitales, paku ekor kuda, pakis dan sikas berlimpah selama periode ini. Di Antartika Barat, hutan jenis konifera mendominasi selama periode Cretaceous (146–66 Ma), meskipun pohon beech selatan (Nothofagus) menonjol menjelang akhir Cretaceous. Secara umum Ammonit ditemukan di laut sekitar Antartika, dan dinosaurus juga ada, meskipun hanya ada beberapa genus dinosaurus di Antartika (Cryolophosaurus dan Glacialisaurus, dari Jurassic Awal di Formasi Hanson Pegunungan Transantartika, dan Antarctopelta, Trinisaura, Morrosaurus dan Imperobator dari Kapur Akhir Semenanjung Antartika).