Fauna Ssaki wędrowały poprzez nowo utworzone mosty lądowe. Ewolucja kotów szablozębych. W Australii trwała niezależna ewolucja torbaczy i stekowców. W Europie i Azji pojawiły się prymitywne jelenie i żyrafy, słonie i małpy człekokształtne (szczątki ramapiteka sprzed 14 mln lat). Do Afryki dotarły króliki, koty i świnie. W morzu żył największy rekin wszech czasów: Carcharodon megalodon, o długości prawdopodobnie zbliżonej do 20 metrów. Zwiększenie zasobów pokarmowych morza spowodowało powrót niektórych ssaków do morza. Wyewoluowały pierwsze fokowate. W Ameryce Północnej pojawiły się niedźwiedzie i mastodonty. W późnym miocenie umocniła się dominacja trawożerców. Zaczynały wymierać niektóre gatunki drapieżców. Nastąpiła gwałtowna radiacja hien. Do Australii dotarły (prawdopodobnie przez Malaje) gryzonie. W Ameryce Południowej pojawiły się szopy, a małe odmiany leniwców naziemnych przeszły do Ameryki Północnej.
Przegląd nowości ewolucyjnych U przeżuwaczy doszło do udoskonalenia żołądka;