Бронтотерии (греч. «гром-звери»), обитавшие в Северной Америке и Азии, прошли за вторую половину палеогенового периода путь от зверька размером с собаку до здоровенных животных (4,3 м длиной, 2,5 м в холке, 4–5 т весом). По мере перехода в более тяжелую весовую категорию на предглазничной поверхности черепа развивались удивительные костяные выросты. Они возникли как сближенная пара шишковидных буфов у ранних мелких видов. Со временем они срослись в основании, удлинились и раздвоились рогаткой. При жизни выросты, вероятно, были покрыты огрубевшей кожей. Увеличенные, разросшиеся рога лучше защищали лицевую часть головы и челюсть в поединках. Дополнительную прочность черепу придавали усиленная носовая кость и теменная, служившая для прикрепления мощных затылочных мускулов. Если бы рога использовались только для устрашения, другие подпорки были бы не нужны.
Разнообразие непарнокопытных, в отличие от парнопалых, в позднем кайнозое сократилось (сейчас их осталось всего 6 родов).
Парнопалые (свиньи и жвачные) — самые многообразные среди крупных млекопитающих. Их зубы тоже пригодны для перетирания. Удлинение зубов и связанный с ним рост верхней челюстной кости сдвинули мозговую коробку назад. Хотя кишечное брожение жвачного типа возникло уже в середине палеогенового периода, распространились парнопалые в начале неогенового периода (быки, овцы, козы, жирафы, вилороги, олени, верблюды, гиппопотамы). Заднекишечные ферменты непарнокопытных годятся для быстрого переваривания обильного грубого корма. Жвачные с переднекишечными ферментами, разрушающими клетчатку, переваривают медленнее, но извлекают больше энергии из того же объема пищи. При этом не обязательно отращивать тушу свыше тонны весом. (Все сухопутные гиганты — заднеферментные.) Опять же способность переварить худшую пищу позволяет парнопалым не слишком зависеть от сезонности кормов. Их избирательность в еде тоже имеет преимущество над неразборчивостью лошадей. Итог — больше видов на единицу площади.
Среднепалеогеновые археомерициды (греч. «древнее бедро») стали предками высших жвачных. Это были стадные грациозные животные размером меньше кошки (13–15 см в холке, до 50 см длиной и весом около 2 кг.) Над заостренной мордочкой торчали маленькие уши. Короткое туловище с выгнутой спиной низко сидело на укороченных пятипалых передних конечностях и удлиненных четырехпалых задних. Сзади свисал длинный хвост. Ели они прямо с земли смешанную пищу, включая насекомых, мелких позвоночных, плоды и листья.
Челюсти двигались вертикально с помощью височной мышцы, заполнявшей своим основанием почти всю заглазничную область, как у хищных. Предкоренные зубы были режущие, как у насекомоядных и хищников, но коренные — Уже годились для перетирания. Обоняние у этих обитателей влажных лесов развилось, как у примитивных насекомоядных и современных оленьков. Слух и зрение были слабые. Их прыгающий скоростной аллюр был похож на рикошетирующий прыжок сумчатых. Задние ножки, на которые приходилась опора, после отрыва выносились далеко вперед. Передние конечности также использовались для рытья.
Современные семейства жвачных появились в конце палеогенового периода, а олени, жирафы и полорогие известны с начала неогенового. Улучшение бега стало ключевым приспособлением парнопалых наряду с пищеварением. (У парнопалых нагрузка распределяется на два смежных — третий и четвертый пальцы.) Иноходь верблюдов позволяет им делать очень длинный шаг, при котором конечности не мешают друг другу. Такой «аллюр» очень хорош на открытой местности, где маневренность не особо важна, хотя боковая устойчивость падает. Поэтому конечности у них ставятся как можно ближе к средней линии и животное ступает на пальцах. В сухих условиях у верблюдов развилась длиннозубость, позволившая жевать грубый корм.