在侏罗纪期间，地球古大陆开始分裂开来，非洲、南美、澳大利亚和南极洲仍然连成一片，被称为冈瓦纳超大陆，欧洲的大部分被淹没在浅海下。已经发现的11具始祖鸟骨架就是在如今德国的某个地方被发现的，那里的环礁湖的湖底是这些远古鸟类最后的安息地。
在接下来的8400万年里，大量的原始鸟类与它们的恐龙近亲们共同生活在地球上，这些鸟类渐渐进化出了牙齿、爪子和长长的多骨尾巴。到6600万年前，一颗小行星撞击引发了大规模灭绝事件，灭绝了地面上所有的恐龙、天上的翼龙、海洋里像蛇颈龙那样的海洋爬行动物，以及其他许多物种。一些鸟类幸存了下来，但包括有齿类动物在内的许多物种都灭绝了。
这次生物大灭绝之后，鸟类开始崛起，1000多种“现代”鸟类开始登上历史舞台。在灭绝大灾难之后脱颖而出的幸存鸟类开始向世界各地延伸发展，填补和适应着灭绝物种留下来的巨大的生态空间。继这段鸟类生物多样化发展之后的白垩纪-第三纪的生物灭绝之后，出现了一些我们熟悉与不熟悉的鸟类，包括生活在树间的鹦鹉和鼠鸟、水栖的企鹅，以及翺翔天空的巨大的伪齿鸟类和陆地上的恐鸟。
始新世期间的鸟类
根据化石记载，在开始于5600万年前的始新世时期，鸟类多样性进一步扩展。始新世时期的主要气候特点是全球温暖无冰，世界大部分地区的温带和亚热带森林都在向外扩展和延伸。在一些富含化石的古代湖泊底部的沉积物层里，如美国的绿河地层和德国的梅塞尔地层，许多珍贵的鸟类化石被首次发现。
始新世的鸟类化石骨骼显示，鸟类在演化出更多新的物种的同时，也开始在生物进化史上扮演更多的新角色。在始新世时代湖泊中发现的鸟类中，最早的一种名叫军舰鸟的热带大海鸟或在水面滑翔寻觅鱼儿，或从其他鸟类那里偷窃猎物；早期的能够在天空迅速飞翔的鸟类一边飞行，一边捕食昆虫；鹦鹉最原始的祖先用它们特殊的脚爪抓住树枝，栖息在树上；沿着泥泞的海岸线，一种叫弯鹮的涉禽用它们细长弯曲的喙探寻着无脊椎动物猎物；之后，随着爱吃水果的南美产大怪鸱的近亲鸟类、夜间捕食昆虫的林鸱科鸟类，以及宽喙、捕食鸟类的蛙嘴夜鹰的出现，夜间活动的鸟类也在这一时期开始出现。
