植物
白堊紀早期,以裸子植物為主的植物群落仍然繁茂,而被子植物的出現(xiàn)則是植物進化史中的又一次重要事件.白堊紀有了可靠的早期被子植物,到晚白堊紀晚期被子植物迅速興盛,代替了裸子植物的優(yōu)勢地位,形成延續(xù)至今的被子植物群,諸如木蘭、柳、楓、白楊、樺、棕櫚等,遍布地表.被子植物的出現(xiàn)和發(fā)展,不僅是植物界的一次大變革,同時也給動物以極大的影響.被子植物為某些動物,如昆蟲、鳥類、哺乳類,提供了大量的食料,使它們得以繁育；從另一方面看,動物傳播花粉與散布種子的作用,同樣也助長了被子植物的繁茂和發(fā)展.
開花植物（被子植物）在白堊紀開始出現(xiàn)、散布,但直到坎潘階才成為優(yōu)勢植物.蜜蜂的出現(xiàn),有助于開花植物的演化；開花植物與昆蟲是共同演化的實例.榕樹、懸鈴木、木蘭花等大型植物開始出現(xiàn).一些早期的裸子植物仍繼續(xù)存在,例如松柏目.南洋杉與其他松柏繁盛并分布廣泛,而本內(nèi)蘇鐵目在白堊紀末滅亡.
陸棲動物
暴龍動物界里,哺乳動物還是比較小,只是陸地動物的一小部分.陸地的優(yōu)勢動物仍是主龍類爬行動物,尤其是恐龍,它們較之前一個時期更為多樣化.翼龍目繁盛于白堊紀中到晚期,但它們逐漸面對鳥類輻射適應的競爭.在白堊紀末期,翼龍目僅存兩個科左右.
鳥類是脊椎動物向空中發(fā)展取得最大成功的類群.白堊紀早期鳥類開始分化,并且飛行能力及樹棲能力比始祖鳥大大提高.我國古生物學家發(fā)現(xiàn)的著名的“孔子鳥”就是早白堊世鳥類的代表分子.
古魔翼龍白堊紀末,地球上的生物經(jīng)歷了又一次重大的滅絕事件：在地表居統(tǒng)治地位的爬行動物大量消失,恐龍完全滅絕；一半以上的植物和其他陸生動物也同時消失.究竟是什么原因?qū)е驴铸埡痛笈锿蝗粶缃^?這個問題始終是地質(zhì)歷史中的一個難解之謎.目前普遍被大家接受的觀點是隕石撞擊說.引人注目的是,哺乳動物是這次滅絕事件的最大受益者,它們度過了這場危機,并在隨后的新生代占領(lǐng)了由恐龍等爬行動物退出的生態(tài)環(huán)境,迅速進化發(fā)展為地球上新的統(tǒng)治者.中國遼寧省的炒米店子組發(fā)現(xiàn)了大量的白堊紀早期小型恐龍、鳥類、以及哺乳類.這里發(fā)現(xiàn)的多種手盜龍類,被視為恐龍與鳥類間的連結(jié),其中包含數(shù)種有羽毛恐龍.
昆蟲在這個時期開始多樣化,并發(fā)現(xiàn)最古老的螞蟻、白蟻、鱗翅目（蝴蝶與蛾）.芽蟲、草蜢、癭蜂也開始出現(xiàn).
海生動物
白堊紀化石,化石中的孔是鵝卵石留下的痕跡海洋里,現(xiàn)在的鰩魚,鯊魚,和其他硬骨魚也常見了.海生爬行動物則包含：生存于早至中期的魚龍類、早至晚期的蛇頸龍類、白堊紀晚期的滄龍類.
桿菊石具有筆直的甲殼,屬于菊石亞綱,與造礁生物厚殼蛤同為海洋的繁盛動物.黃昏鳥目是群無法飛行的原始鳥類,可以在水中游泳,如同現(xiàn)代?鷉.有孔蟲門的球截蟲科（Globotruncanidae）與棘皮動物（例如海膽、海星）繼續(xù)存活.在白堊紀,海洋中的最早硅藻（應為硅質(zhì)硅藻,而非鈣質(zhì)硅藻）出現(xiàn)；生存于淡水的硅藻直到中新世才出現(xiàn).對于造成生物侵蝕的海洋物種,白堊紀是這些物種的演化重要階段.