到了2亿年前，蛇颈龙类出现了。这些海生爬行动物尾巴短，前肢呈宽阔的桨状，大多数脖子很长。

短颈的上龙类是所有蛇颈龙中最大的，体长12米，超过大型运货车。鱼龙也在这一时期出现，它长得更大，体长15米。它们在9000万年前谜一样地消失了。同样大小的沧龙是凶猛的海生爬行动物，以鱼为食，它们则存活到6500万年前恐龙时代结束。

而曾经的霸主恐龙的鼎盛时期在约2.08-1.46亿年前：

侏罗纪是恐龙的鼎盛时期。当时除陆上的恐龙，水中的鱼龙外，翼龙和鸟类也相继出现了。这样，脊椎动物便首次占据了陆、海、空三大生态领域。侏罗纪的龟类已至繁盛，中国龟、天府龟是其当时代表。

恐龙主宰大地。在超过5500万年的时间内，它们发展成为植食性和肉食性恐龙，小的像鸡那么大，大的像座高楼。同时，地球上单一的大陆分解为两个大陆，植物和气候变得更加多样。但地球上仍然很温暖，而且没有草或开花植物。

恐龙时代的鸟类化石稀少，但始祖鸟显示出许多肉食性恐龙的特征，因而大多数科学家认为它是由恐龙进化而来的。

恐龙最后的繁盛约在1.46亿-6500万年前：

白垩纪是中生代最后一个时期，恐龙仍繁盛，并进化出恐龙的最后一支―角龙。但到白垩纪末期，由于环境的突变，所有恐龙，以及鱼龙和翼龙，统统都绝减了。称雄一时的爬行动物至此一蹶不振，退出历史舞台，闯过此关而且残留至今的只鳄类、龟鳖类、蛇和晰蜴等少数几类。鸟类是脊椎动物向空中发展取得最大成功的一支。

鸟类起源于爬行动物的槽齿类。不少人已更进一步认为鸟类是恐龙的后裔。世界最早的鸟类是发现于德国的始祖鸟。

迄今为止只发现七件骨骼标本。这一鸟类除身披羽毛外，其余特微和一些小型恐龙十分相似。因此，这一距今一亿四千万年（晚侏罗世纪的鸟类也是最原始的鸟类。早白垩世（距今一亿三千万年左右）是鸟类首次蓬勃发展的时期。

中国辽宁发现的鸟类化石是这一时期世界是最为丰富、保存最完整、种类最多的鸟类。这一时期，鸟类个头较小，飞行能力及树栖能力皆比始祖鸟大大提高。

白垩纪是恐龙生活的最后一个纪，也是地球景观发生巨大变化的时期。在海面达到创纪录的高度后，各个大陆的形状与今天的非常相似。开花植物出现，许多昆虫——从蜜蜂到蚂蚁——也出现了。巨型蜥蜴与巨大的海龟一起在海洋里游泳。

在空中，翼龙展开双翼达12米。陆地上，恐龙占统治地位，其大小和形状超出了以前的所有类型。植食性恐龙长到100吨重，肉食性恐龙的体长达到12米以上。