В раннемеловую эпоху (144 млн лет назад) площадь морского бассейна неуклонно сокращалась, и к концу эпохи море покинуло территорию Якутии.
В раннемеловую эпоху часть территории представляла собой озерно-аллювиальные, прибрежно-континентальные и дельтовые равнины, где накапливались песчаные осадки и торфяники. Основным типом растительности оставалась лесная. В позднем мелу количество озер и болот сократилось, что привело к уменьшению торфообразования. Климат на протяжении юрской и меловой эпох был умеренным и влажным. С юрскими и нижнемеловыми морскими отложениями Якутии связаны находки остатков ископаемых головоногих, характерных для морей этого времени, аммонитов и белемнитов, а также двухстворчатых и брюхоногих моллюсков.
С верхнеюрскими и нижнемеловыми континентальными отложениями связаны местонахождения ископаемой флоры, которая встречается на долинах рек Лена, Алдан, Оленек и др. Отсюда известны находки папоротниковидных, голосеменных, кордаитовых. В меловых отложениях встречены остатки насекомых, местонахождение которых сосредоточено в основном в долинах рек Вилюй и Лена. Так, из нижнемеловых отложений в районе пос. Жиганск известно около 100 остатков насекомых, а из верхнемелового местонахождения Тимир Юрях-Хая известны и ископаемые смолы, в которых найдено более 50 инклюзов насекомых. Богатейшее местонахождение насекомых из верхнеюрских-нижнемеловых отложений известно на р. Кемпендяй: здесь найдено более 1000 экземпляров ископаемых насекомых различных отрядов.
В кайнозойскую эру (65 млн лет назад и ныне), в палеогеновый период, территория Якутии, особенно Западной, представляла собой низкую, выровненную, слабо размываемую сушу. Осадконакопление происходило на севере Верхоянской складчатой зоны, где в условиях прибрежной равнины отлагались глинистые угленосные осадки. Климат был теплым, но уже отмечены тенденции к похолоданию.
Территория к западу от р. Лены представляла собой низкую выровненную сушу. Верхоянская складчатая зона испытывала вздымание, и здесь образовывались горы. В бассейне нижнего течения р. Алдан формировалась обширная озерно-аллювиальная равнина.
1 млн 800 тыс. лет назад начался последний в истории Земли ледниковый период. Якутия, благодаря своим климатическим условиям, прежде всего, наличию вечной мерзлоты, является настоящим кладезем наших знаний о животном мире того времени. В ее недрах продолжают находить останки исполинов ледникового периода.
В 2002 г. палеонтолог, доктор геолого-минералогических наук Петр Николаевич Колосов вместе со своими помощниками-школьниками нашли в Сунтарском улусе у устья ручья Тээтэ, в местности Хоро, зуб цинодонта и шип стегозавра, обитавших здесь примерно 145 млн лет назад.