隕石衝突によって崩壊した生物多様性は数百万年もの長い年月をかけて回復した。その中で、恐竜たちがいなくなった生態系のすきまを埋めたのが私たち哺乳類や鳥類である。温暖な森林が広がる陸地では大型の鳥類やサイのような葉を食べる哺乳類が栄えていた。海ではこの時代のうちにクジラの祖先は4本足からほぼ今のような姿にまで進化し、鳥の中にもペンギンの祖先にあたる水生適応を果たした種が生まれていた。初期は温暖だった古第三期だが後半には寒冷化が始まり、徐々にのちの氷河期に近づいていくことになる。この古第三紀から現代までをまとめて新生代と呼ぶ。