从始新世开端并连续到渐新世的时间段里，现代哺乳动物的先人纷繁从陈旧哺乳动物群中的某些品种中锋芒毕露，并以此为根底发生了哺乳动物进入新生代今后的第2次习惯辐射。第2次大迸发的成果使得这些前进的哺乳动物类群全面地代替了陈旧哺乳动物群。这些前进的哺乳动物类群包含：
贫齿类（目）中的现代类型。包含更新世广泛散布于北美洲和南美洲的巨大的雕齿兽和地懒，现代仍生活在美洲热带地区的树懒和食蚁兽，以及在美洲具有广阔散布区的犰狳。
灵长类（目）中的高级灵长类。
啮齿类（目）。
兔形类：尽管早在古新世原古兔就现已在蒙古呈现，可是这一类群真实的茂盛是从渐新世开端并继续到现代的。
鲸类（目）：始新世前期从踝节目的中兽类平分解出来，从头回到海洋，扮演类似于中生代的鱼龙那样的生态人物，一向成功地繁殖到现代的哺乳动物。包含各种鲸类和各种海豚以及淡水中的江豚（如白鳍豚）。因为海洋里水的浮力削弱了地球重力的影响，再加上杰出的习惯性，许多鲸类开展成庞然大物；现代的蓝鲸可长达300米、重达150吨，是地球上有史以来最大的生物。
铲齿象
食肉类（目）。
管齿类（目）：从陈旧的踝节类演化而来，在中新世后期呈现的表面像猪的以白蚁为食的动物，在非洲一向生计至今，被称为土猪。
长鼻类（目）：从埃及法尤姆动物群中的鼻祖象开端，体形不断增大，鼻子不断变长并有所分解，门齿也以各种方式分解、变长的各种象类。
重脚兽
重脚类（目）：发现于埃及渐新世地层，是一种巨细和姿态都与现代的犀牛相仿的有蹄子的动物，骨骼粗笨，四肢和足都和象类类似，有一对巨大而并排的骨质角。它可能是前期从与长鼻类共有的先人动身的一支进化的实验者，在渐新世今后没有留下任何后嗣。
蹄兔类（目）：渐新世呈现于埃及法尤姆动物群，之后进行辐射进化，一些渐新世品种如大蹄兔从前开展得像猪一般大。后来，大型的蹄兔类都灭绝了，小型的一些品种在非洲和中东地区一向连续至今，成为外形像兔子但脚上却有蹄子的食草动物。它们可能与鼻祖象具有一起的先人。
海牛类（目）：可能与鼻祖象具有一起来源，但在始新世晚期就现已分解出去并一向连续至今的一支有蹄、食草的水生哺乳动物。现代类型包含海牛和儒艮，前者休息于大西洋两边的非洲和美洲沿岸，后者休息于太平洋和印度洋之滨。
索齿兽类（目）：与长鼻类共祖的另一个水生有蹄动物旁支，中新世时沿太平洋两岸散布，很可能是海牛类与前期长鼻类的一种中心类型。
奇蹄类（目）。
偶蹄类（目）。
