Les animaux du Cénozoïque sont celles qui ont existé dans les 65,5 millions dernières années, depuis l'effacement des dinosaures par une grève astéroïde massif appelé l'extinction KT. Après l'extinction KT, les animaux terrestres primaires restants sont de petits reptiles et rongeurs comme les mammifères. Ces mammifères rongeurs comme rapidement diversifié et est venu à occuper toutes les niches principales, laissé vacant par le départ des dinosaures. Avec un métabolisme rapide, fermez les soins pour leurs petits, et un cerveau relativement grand, les mammifères étaient bien placés pour prendre le contrôle des écosystèmes terrestres et deviennent les animaux dominants du Cénozoïque.
Les animaux ne vivent Cénozoïque immédiatement après l'extinction KT étaient petits insectivores avec une excellente ouïe et l'odorat, mais la vision médiocre. Les premiers animaux ont été Cénozoïque adapté principalement pour la chasse dans la nuit, quand les dinosaures étaient probablement moins actifs en raison de leur métabolisme plus lent. Ces insectivores différenciées en lagomorphes (lapins, lièvres, et pika), les chauves-souris, les premiers primates, les rongeurs et musaraignes, véritables arbres dans le Paléocène tardif, environ 55 millions d'années, tandis que l'autre ligne développée dans les ancêtres de la plupart des grands mammifères d'aujourd'hui - membres du clade Ferae.
Le clade Ferae différenciés dans les ancêtres des carnivores modernes (chiens, chats, et les ours), les ongulés (animaux à sabots), et des cétacés (baleines, dauphins, etc) Les carnivores dominants dans une grande partie du Cénozoïque précoce étaient creodonts, cousins début de carnivores; Mésonychidés, qui étaient liées à nombre de doigts pair modernes ongulés, mais étaient carnivores, et entelodonts, qui étaient de grands porc-comme des animaux avec des morceaux osseux du côté de leurs joues, ils utilisées pour tuer leurs proies.
Les grands herbivores du Cénozoïque principalement émise par les condylarthres, un groupe extinction des animaux qui sont l'ancêtre commun de tous les ongulés actuels, y compris les vaches, cochons, chevaux, cerfs, rhinocéros, hippopotames, chameaux, éléphants, etc Le plus important cas de radiation évolutive s'est produite lors de condylarthres changé leur régime alimentaire pour y inclure les matières végétales, un changement de l'alimentation précédente, qui était exclusivement insectivore. Il y a désaccord quant à exactement où et quand ces événements évolutifs ont eu lieu.
Durant le Cénozoïque, mammifères adaptés à la vie à la fois dans l'air (chauves-souris) et les océans (baleines), dans les deux cas l'évolution des ancêtres exclusivement terrestres. La baleine bleue, un mammifère marin, est devenue ce qui est probablement le plus gros animal de tous les temps, encore plus grand que les plus grands dinosaures confirmés. De nombreux animaux du Cénozoïque qui ont prospéré au début de la période se sont éteints, ne laissant que leurs descendants.