中生代的最后一纪是始于1.45亿年前的白垩纪。当时，超大陆进一步分裂开来，使当今地球的各大洲开始成形。这意味着恐龙为了适应变化的环境更多样化了。其中包括两种最具代表性的恐龙。第一种是重达12吨的三角龙。它用喙状嘴吃植物，三个角和一个瘦骨嶙峋的满是褶子的大头可以保护自己免受肉食性霸王龙的攻击。霸王龙的体长可到12米，体重可达14吨，后腿直立行走，强有力的嘴里长满了20厘米长的60颗牙，是地球上有史以来最可怕的捕食者之一。
大约6600万年前，恐龙的大多数种类都大规模地灭绝了。很多其他物种也灭绝了，包括会飞的翼龙和大型海洋爬行动物，例如鱼龙和蛇颈龙。对该事件有无数种解释，包括疾病、酷暑、极寒、火山活动和吃恐龙蛋的哺乳动物，甚至还包括一颗恒星变作超新星时所发出的X射线照射地球。在这些解释中，最普遍接受的是：一颗直径超过10千米的小行星撞击地球，从而引发了气候快速变化、巨大海啸、火山喷发和地震。这一理论的证据是：发现了在小行星中常见的铱元素的沉积层，其年代被确定为6600万年前。这颗小行星撞击地球可能撞在墨西哥的希克苏鲁伯附近，此陨石坑的中心宽度超过160千米。许多鱼类，尤其是那些生活在深海里的，活了下来，幸存的还有其他爬行动物，比如鳄鱼、蛇、蜥蜴，以及两栖动物和哺乳动物。中生代结束之后，仅剩下了一群恐龙。它们是鸟翼类，将进化成鸟类。