Các quần động vật biển và lục địa về bản chất là hiện đại.

Các thay đổi khí hậu khắc nghiệt trong thời kỳ băng hà có các ảnh hưởng lớn đối với quần động vật và thực vật. Với mỗi đợt gia tăng của băng giá, các khu vực rộng lớn của các lục địa về tổng thể bị sụt giảm các quần thể sinh vật, và động vật cùng thực vật phải thoái lui xuống phía nam do phải đối mặt với các sông băng đang gia tăng cùng áp lực khủng khiếp. Áp lực khắc nghiệt nhất là kết quả của các thay đổi mạnh của khí hậu, do nó làm giảm không gian sinh sống và co hẹp nguồn cung cấp thức ăn. Sự kiện tuyệt chủng chính của các động vật có vú to lớn (quần động vật lớn), bao gồm voi mamut, voi răng mấu, mèo răng kiếm, thú răng khắc, lười đất, gấu mặt ngắn, đã bắt đầu vào cuối thế Pleistocen và tiếp tục trong thế Holocen. Người Neanderthal cũng bị tuyệt chủng trong thời kỳ này.

Sự kiện tuyệt chủng có lẽ mãnh liệt nhất tại Bắc Mỹ với các loài ngựa và lạc đà bản địa bị tiêu diệt.

Các kỳ động vật có vú đất liền Bắc Mỹ (NALMA) là Blanca (4,5–1,2 Ma), Irvingtonia (1,2–0,5 Ma) và Rancholabrea (0,5–0,01 Ma). Blanca kéo dài đáng kể từ trong thế Pliocen.

Các kỳ động vật có vú đất liền Nam Mỹ (SALMA) là Uquia (2,5–1,5 Ma), Ensenada (1,5–0,3 Ma) và Lujania (0,3–0,01 Ma). Uquia kéo dài đáng kể từ trong thế Pliocen.

Tại châu Âu, các tầng động vật là Calabria (1,806–0,781 Ma), Sicilia (0,781–0,26 Ma) và Tyrrhenia (0,26–0,005 Ma).[12]

Tông Người trong thế Pleistocen

Chứng cứ khoa học[13] chỉ ra rằng loài người đã tiến hóa để có hình dáng giống như ngày nay trong thời gian thuộc thế Pleistocen.[14] Vào đầu thế Pleistocen, các loài trong chi Paranthropus vẫn còn hiện diện, cũng như các tổ tiên sớm của loài người, nhưng trong thời gian Tiền đồ đá cũ chúng đã biến mất, và loài sinh vật dạng người duy nhất được tìm thấy trong các mẫu hóa thạch là người đứng thẳng (Homo erectus) trong phần lớn thời gian của thế Pleistocen. Loài này đã di cư xuyên qua phần lớn Cựu thế giới, tạo ra sự xuất hiện của nhiều biến thái của loài người. Thời gian thuộc Trung và Hậu đồ đá cũ đã có sự xuất hiện các kiểu người mới, cũng như sự phát triển của các công cụ phức tạp hơn so với trước đó. Theo các kỹ thuật định thời bằng ti thể, người hiện đại (Homo sapiens) đã di cư từ châu Phi sau băng giá Riss trong thời gian thuộc Trung đồ đá cũ (khoảng thời gian ứng với gian băng Eem), lan rộng ra khắp các khu vực không bị đóng băng vào cuối thế Pleistocen.[15][16][17]

Trong khi quan điểm cơ bản "nguồn gốc châu Phi" về tiến hóa của loài người vẫn chưa bị thách thức thì một số nhà nghiên cứu lại cho rằng sự bành trướng lớn cuối cùng không loại trừ các quần thể sinh vật dạng người đã tồn tại trước đó đã bị đồng hóa khi chúng tiếp xúc với Homo sapiens. Trong khi điều này có thể gợi ý rằng các biến đổi ở người hiện đại có thể là có phạm vi rộng và mang tính khu vực thì học thuyết này vẫn còn gây nhiều tranh cãi.[18]