Coelurosauria
A comienzos del Cretácico, un amplio rango de fósiles de celurosaurios (incluyendo aves) aparecen en la Formación Yixian en Liaoning, China. Todos los terópodos conocidos de dicha formación geológica son celurosaurios. Muchos de los linajes celurosaurianos sobrevivieron hasta el final del período Cretácico (hace cerca de 65 Ma) y los fósiles de algunos grupos, como Tyrannosauroidea, son mejor conocidos del Cretácico Superior. La mayoría de grupos de celurosaurios se extinguieron en la Extinción masiva del Cretácico-Terciario, incluyendo a los Tyrannosauroidea, Ornithomimosauria, Oviraptorosauria, Deinonychosauria, Enantiornithes y Hesperornithes. Sólo los Neornithes (aves modernas) sobrevivieron, y continuaron diversificándose después de la extinción de los otros dinosaurios en las numerosas formas que se encuentran en la actualidad.
Era mesozoica
La extinción de casi todas las especies animales al final del Pérmico permitió la radiación de numerosas formas de vida nuevas. En particular, la extinción de los grandes herbívoros y los carnívoros Dinocephalia dejaron vacíos estos nichos ecológicos. Algunos fueron ocupados por los cinodontos y dicinodontos sobrevivientes, los últimos de los cuales posteriormente se extinguieron. Sin embargo, la fauna del Mesozoico estuvo dominada por los grandes arcosaurios que aparecieron unos pocos millones de años después de la extinción masiva del Pérmico-Triásico: dinosaurios, pterosauros y los reptiles acuáticos como ictiosaurios, plesiosauro y mosasauros.