Các biểm ấm lưu thông vòng quanh thế giới, bao gồm cả hai địa cực. Thời kỳ đầu của thế Paleocen có sự đa dạng và phổ biến khá thấp của sự sống đại dương, nhưng xu hướng này đã bị đảo ngược trong các giai đoạn sau của thế [3]. Các điều kiện nhiệt đới đã tạo điều kiện cho sự gia tăng của sự sống đại dương, bao gồm các bãi đá ngầm san hô. Với sự tiêu vong của các bò sát biển vào cuối kỷ Creta, cá mập trở thành động vật săn mồi hàng đầu. Vào cuối kỷ Creta, cũng diễn ra sự tuyệt chủng của cúc đá và nhiều loài trùng lỗ.

Quần động vật đại dương trở thành tương tự như ngày nay, chỉ có điều là vẫn chưa có các động vật có vú sống trong lòng đại dương và cá mập voi (bộ Carcharhiniformes).