Loomade areng evolutsioonis
surid välja, aga mitmed grupid evolutsioneerusid. Hobuslaste sugukond kadus
Eotseeni vältel Euraasiast, aga säilus Põhja-Ameerikas väheste liikidena kelle hulgas
oli ka kolme varbaga liik Mesohippus.
Teisteks liigvarbalisteks, kes olid edukad Oligotseeni ajastikul, olid ninasarviklased
(perekond Indrichotherium) ja tolle ajastu suurimad maismaa imetajad ninasarviku
sarnased titanotheresed Oligotseenis oli tunduvalt rohkem suuri imetajaid kui
Eotseenis.
Oligotseenis liigvarbalised kabjalised ületasid arvult esimest korda lamevarbalisi
kabjalisi. Eriti mitmekesistusid hirvelased ja sealised. Eotseenis ilmunud kiskjalised
(koera, kassi ja nirgi sugukonnad) evolutsioneerusid Oligotseenis. Ilmusid
saabelhambulised kassid, karutaolised koerad ja loomad, kes sarnanesid
kaasaegsete huntidega.Oligotseeni vältel oli oluline ahviliste ja ahvisarnaste
primaatide ilmumine. Perekond Aegyptopithecus, oli kassi suurune puu otsas elav