岡瓦那古陸是哺乳動物的祖先－似哺乳爬行動物起源地。麗齒獸和水龍獸是最具代表性的例子；前者是兇猛的肉食者而後者則是植食性動物。水龍獸是一重要的指標性動物，因為由牠的分佈可以顯示岡瓦那古陸過去是連接在一起的。

大家對恐龍都不陌生，牠們是屬於雙弓類爬行動物，意思是指在牠們頭骨的眼窩後方有兩個開孔。雖然牠的名字是指「恐佈的蜥蜴」，但不是全部都是恐佈的。岡瓦那古陸是許多種恐龍的家園，有些類群起源於此，而另一些則在南極緯度地區活得比其他地區來得更久。

哺乳動物和恐龍是同時發展並生活在一起。恐龍還存在時，哺乳動物的體型相對地較小，而且可能是夜行性的。當恐龍滅絕後，哺乳動物便佔據了全世界。鴨嘴獸的祖先和最古老的胎盤類很有可能是在這氣候嚴酷的白堊紀岡瓦那古陸發展起來。

6500萬年前氣候開始改變。從溫暖的溫室氣候轉變成冰庫形態。大部份的恐龍都滅絕了，只有一個類群演化成為鳥。哺乳動物、開花植物與授粉者爆發式地擴張。而岡瓦那古陸開始分裂，成為今天的分離狀態。

雖然澳洲中部、南美的巴塔哥尼亞與非洲的撒哈拉都有降雨，但有時很快就變成乾旱的泥沼。岡瓦那古陸許多內陸區域其實和沙漠沒太大的差別，但這種情形也不是一直都如此。事實上，今日岡瓦那古陸上的沙漠是過去幾百萬年才出現的。