Enamus imetajaid jäid segatoidulisteks ja elukohakeskseteks, neil olid säilunud primitiivne jäsemetestruktuur, kus tagajala kand ja esijala laba puutusid liikudes maha.Vara-Eotseeni lõpus, imetajad mitmekesistusid, ilmusid nahkhiired ja suured vaalad. Paleotseeni imetajate hulgas oli säilunud ka Kriidi ajastu gruppe nagu kukrulised, hulgiköbrulised ehk multituberkulaadid ja putuktoidulised imetajad. Osa Paleotseeni imetajatest on uurijate poolt määrati primaatideks, s.o. seltsi, kuhu kuulub ka kaasaegne inimene. Kuigi need väikesed loomad erinesid nad ahvidest kui ka inimestest mitmes suhtes, ronisid nad vara-eotseenis mööda puid haarates taga- ja esijäsemetega, mis meenutavad meile meie endi käsi ja jalgu. Kesk-Paleotseenist on teada esimene tõeline imetajast kiskja. Paleotseeni lõpus arenes välja varajane hobuste sugukond, kes ei olnud suuremad kui väikesed koerad. Ajajärgu lõpus ilmusid ka lehmasuurused taimetoidulised imetajad
biokeemiliste ja molekulaargeneetiliste meetoditega. Esimene põhjalikum uurimine inimese ja simpansi sarnasuse üle tehti 1975. a. Valkude primaarstruktuuri keskmine erinevus on 1% ja DNA unikaalsete järjestuste erinevus u 2%. Paleotseenis toimus imetajate lahknemine, kes evolutsioneerusid väga kiiresti. Ilmusid esimesed väikest kasvu ahvi eellased (luujäänuseid leitud ka Euroopast). Välja nägid nad nagu sabaga poolahvid. Neid peetakse juba primaatideks. U 4030 miljonit aastat tagasi arenesid nad kiiresti. Tegelikult erinesid need väikesed loomad ka ahvidest, kuid nad ronisid puude otsas haarates esi ja tagajäsemetega, mis meenutasid inimeste käsi ja jalgu. Oligotseeni vältel ilmusid ahvilised ja ahvisarnased primaadid. Neist perekond Aegyptopithecus liikmed olid 45 kg kaaluvad puu otsas elavad loomad, kelle hambad, pea ja saba sarnanesid ahvide omaga. Järgnevatel perioodidel said ahvilised märkimisväärse osa maismaa ökosüsteemis
annaabi.ee 
