白垩纪是恐龙生活的最后一个时期，大约持续了七千万年，是一个富于变幻的时期。现代世界的轮廓在变化中逐步显现。恐龙在这一时期，数量丰富、种类众多，且变化多端。在侏罗纪演化出的所有恐龙类群都延续到了白垩纪。不过侏罗纪以蜥臀类恐龙——粗壮的肉食龙、庞大的蜥脚类、轻巧的虚骨龙为主，而白垩纪却是鸟臀类恐龙五彩纷呈的世界。
在一亿四千万年前的白垩纪初期，整个地球仍然是温暖潮湿的气候，大型蜥脚类也依然是植食性动物的主体，肉食恐龙一如其先辈的模样，植被也是典型的侏罗纪风貌。后来，剑龙首先消失了，取而代之的是保护更趋完备的鸟臀类恐龙——甲龙，甚至连少有变化的肉食恐龙有的也改变了食谱，而另一类在侏罗纪无足轻重的鸟臀类恐龙——鸟脚类则迅速分化，格外引人注目。
在距今大约1亿年前的时候，重大的地质变化发生了：超级大陆完全解体——北美和欧洲脱离，南极洲与大洋洲分开，印度次大陆告别了非洲和大洋洲，向北漂移，最后，南大西洋形成了。从这时起，南美洲和非洲越离越远，非洲和欧洲之间的狭窄陆桥也断裂开来，各大陆初步呈现出现有格局。
大陆解体加速了恐龙的分化。随着大陆之间联系的中断，动物再不可能从这一块大陆迁移到另一块大陆。在三叠纪、侏罗纪时，由于大陆之间的联系，各地的恐龙频繁交流几乎少有差异；在白垩纪时，分裂的大陆，为恐龙多姿多彩的分化，营建了特殊的环境。
相对而言，南方各大陆的变化较为微小，主要的植食性动物仍然是巨型蜥脚类，同时存在着以其为食的大型肉食恐龙和其它植食动物。在北方大陆，蜥脚类继续生活着，不过数量大为减少，被迫为一些新的鸟脚类腾出了生活空间。肉食恐龙继续发展，一些虚骨龙类动物从单一肉食性变成了既吃肉、也吃植物的杂食动物。甲龙取代了剑龙，身上的铠甲比剑龙的骨板更加富于变化，尾端还长出了尾锤，以防御敌害。在白垩纪临近结束的时候，南美大陆和北美大陆又有局部联合，一些新出现的北美恐龙横跨大陆到了南美。
北方大陆恐龙的发展主要受植物变化的影响。那里的植物未能保持白垩纪初期时的面貌，而进化为我们所熟悉的现代显花植物。这些新植物比起古老的植物来，随着纤维质的增加，变得粗糙起来，恐龙不得不适应新的食源，因而发生了新的适应性变化。从当时恐龙的多样性看，它们当比从前更为辉煌。
白垩纪后期的植物面貌，展现了现代风采。既有古老的红杉、银杏和各式各样的针叶树，也有现代五彩缤纷、浓香馥郁的花木，如松、冷杉、白桦、绿杨、桉树等。现在仅分布于热带的无花果之类的植物，当时也与以上植物混生成林。丛生的灌木林、矮树林主要由木兰、香樟，月桂、榛树和山茱萸等构成；许多现代花卉星星点点散布在原野中，组成了色彩斑斓的世界。
有花植物把白垩纪的世界打扮得分外绚丽，空气中弥漫着花香，艳丽的花朵和累累的果实挂满枝头。蜜蜂和其它昆虫被花朵的色彩和香气所吸引，在丛林间翩翩起舞，传播着花粉。水生植物，如浮萍、水莴苣、睡莲等，把碧绿的池塘装点得分外迷人。一些新型的鸟类，涉足于水体和湖泊边缘。所有这一切，与我们今天所熟悉的世界是多么的相似！
在大约数千万年前的时候，有两类鸟最为普遍，它们是黄昏鸟和鱼鸟。黄昏鸟有牙，善于在水中游泳、吃鱼，失去了飞行能力；鱼鸟则向高空发展，像现代的海鸥一样，飞得既高又快。
在白垩纪，恐龙的进化达到顶峰。与此同时，哺乳动物演化出了许多现代类群，如一些像猫、狗、刺猬一样的肉食动物和杂食性的灵长类动物。最早的灵长类化石就是在白垩纪晚期的岩石中发现的。
现代动植物的出现，标志着新世纪即将到来。可是在不可一世的大恐龙的眼中，鸟、蛇、蜥蜴和哺乳动物仍是些微不足道的小动物，它们见到恐龙自然还是诚惶诚恐，惟恐避之不及的，怎敢和恐龙争夺食物和生存空间！也就是说，即便是在白垩纪——恐龙时代的最后一个时期，也还没有哪类动物能够对恐龙构成威胁。
