Fugle: Moderne fugle udviklede sig i løbet af den cenozoiske æra og erstattede de dinosaurer, der uddøde i slutningen af kridtperioden. Denne gruppe omfatter en bred vifte af arter, fra sangfugle til rovfugle, vandfugle og havfugle.
Krybdyr: Krybdyr fortsatte med at diversificere under cenozoikum, selvom de ikke var så dominerende, som de havde været i tidligere epoker. Denne gruppe omfatter slanger, firben, krokodiller og skildpadder.
padder: Padder, såsom frøer, salamandere og salamandere, fortsatte med at eksistere gennem hele den cenozoiske æra.
Fisk: Fisk varierede meget under den cenozoiske æra, med udseendet af mange moderne grupper, herunder benfisk som bas, ørred, laks og tun, samt bruskfisk som hajer og rokker.
Hvirvelløse dyr: Den cenozoiske æra oplevede også diversificeringen af hvirvelløse dyr, såsom insekter, spindlere (edderkopper, skorpioner og andre) og krebsdyr (krabber, rejer, hummere osv.).
Planter: Den cenozoiske æra var karakteriseret ved fremkomsten af blomstrende planter, som gav en mangfoldig og rigelig fødekilde til dyr. Græsser blev dominerende, hvilket førte til udviklingen af græsarealer og savanner.
Marine liv: Den cenozoiske æra var også vidne til udviklingen af det moderne havliv, herunder koraller, bløddyr og andre hvirvelløse dyr, såvel som diversificeringen af havpattedyr, såsom hvaler, delfiner og sæler.