Pattedyr som levde i dinotiden
Selv om pattedyr ikke dominerte jorden før dinosaurene var borte, dukket noen tidlige pattedyr opp på jorden mens de store reptiliske bestiene fortsatt hersket. Noen av disse tidlige pattedyr, som var små og primitive, er kjent for oss i dag.
Cynodonter: Forfedre til pattedyr
Cynodonter blomstrer i trias-perioden, som var for ca. 248 til 206 millioner år siden og samme periode som dinosaurene begynte å trives. I utseende så disse kjøttetende bestiene ut som mediumstore hunder, men hadde vinklede ben som krokodiller. Bevis antyder at cynodonter er forfedre til pattedyr, fordi selv om de la egg og ikke produserte melk til ungene sine, de antas å ha varmt blod, og de var dekket av hår. De hadde også en utviklet kjeve som lignet dagens pattedyr-rovdyr og hadde hundelignende tenner.
Tidlige pattedyr
De tidligste sanne pattedyr ankom i jura-perioden, som var for ca. 206 til 144 millioner år siden. De fleste av de tidlige pattedyrene var små, gnager-lignende og var pungdyr. Det var noen typer enkeltpassere (monotremes), som ligner nebbdyr (duck-billed platypus), og la egg. Et eksempel på de tidlige gnager-lignende pattedyrene var Jeholodens, som levde av insekter og ormer. Det var til fordel for pattedyrene å være små i denne tidsperioden, fordi dinosaurene var så store, kraftige og dominerende. Pattedyrenes liten størrelse lot dem gjemme seg i små rom og unngå oppmerksomheten fra disse rovdyr.
Placentapattedyr
I krita-perioden, som var for ca. 144 til 65 millioner år siden, begynte placentapattedyr å utvikle seg. Placentapattedyr, i motsetning til pungdyr, utvikler ungene sine inni kroppen sine til avkommen er fullt dannet. Majoriteten av pattedyr i dag, inkludert mennesker, er placentapattedyr. De tidligste placentapattedyrene var fortsatt små og mus-lignende, og de fleste var nattaktive. Under sen krita-periode begynte pattedyr som Zalabdalestes, en åtte-tommers nattaktiv altspiser, å dukke opp. På dette tidspunktet begynte dinosaurene å slite. Dette lot pattedyrene begynne å blomstre og diversifisere.
Kjøttetende pattedyr
Da pattedyr begynte å vokse i størrelse mot slutten av krita, begynte noen arter å utvikle mer kjøttetendende tendenser. Didelphodon, for eksempel, selv om teknisk sett en altspiser, levde hovedsakelig av små dyr og eventuelle dinosaur-egg som var varetatt. Dette pungdyret var et større dyr, litt større enn sine forfedre, cynodontene, men mindre enn et menneske. Andre lignende hundelignende arter antas å ha utviklet seg omtrent samme tid, men fossiler deres er sjeldne.