Наиболее уникальной группой мезозойских пресмыкающихся были всем известные динозавры. Они развились из текодонтов и сразу обозначили свои лидирующие позиции. Еще в триасе, благодаря особенностям строения обладали лучшими скоростными данными и реакцией, динозавры очень быстро заняли господствующее положение на Земле. В триасе они еще конкурировали с животными пережившими пермскую катострофу, но в юском и меловом периодах уверенно лидировали во всех экологических нишах. В настоящее время известно уже около 400 видов динозавров.
Динозавры представлены двумя группами, ящеротазовыми (Saurischia) и птицетазовыми (Ornithischia).
В триасе многообразие динозавров было не велико. Самыми первыми известными динозаврами были эораптор и герреразавр. Самыми известными из динозавров триаса являются целофизис и платеозавр.
Юрский период известен самым удивительным многообразием среди динозавров можно было встретить настоящих чудовищ, длиной (с хвостом) до 25-30 м и весом до 50 т. Из этих гигантов наиболее известны диплодок ибрахиозавр. Так же ярким представителем юрской фауны является причудливыйстегозавр. Его можно безошибочно определить среди других динозавров.
В меловом периоде продолжался эволюционный прогресс динозавров. Из европейских динозавров этого времени широко известны двуногие игуанодоны, в Америке широкое распространение получили четвероногие рогатые динозаврытрицератопсы похожие на современных носорогов. В меловом периоде существовали и относительно некрупные панцирные динозавры - анкилозавры, покрытые массивным костным панцирем. Все названные формы были растительноядными, равно как и гигантские утконосые динозавры, такие как анатозавр и траходон передвигавшиеся на двух ногах.
Кроме травоядных большую группу представляли и плотоядные динозавры. Все они относились к группе ящеротазовых. Группу плотоядных динозавров называют терраподами. В триасе это целофизис - одни из первых динозавров. В юрском периоде это аллозавр и дейноних достигли настоящего расцвета. В меловом периоде наиболее замечательными были такие формы, как Тиранозавр (Tyrannosaurus rex), длина которого превышала 15 м, спинозавр и тарбозавр. Все эти формы, оказавшиеся величайшими наземными хищными животными за всю историю Земли передвигались на двух ногах.Другие рептилии мезозойской эры В конце триаса от текодонтов произошли и первые крокодилы, ставшие обильными только в юрском периоде (Steneosaurus и др.). В юрском периоде появляются летающие ящеры - птерозавры (Pterosaurid), также происходящие от текодонтов. Среди летающих ящеров юры наиболее известны рамфоринх (Rhamphorhynchus) и птеродактиль (Pterodactylus), из меловых форм наиболее интересен относительно очень крупный птеранодон (Pteranodon). Летающие ящеры вымирают к концу мела.
В меловых морях широкое распространение получили гигантские хищные ящерицы - мозазавры, превышавшие в длину 10 м. Среди современных ящериц они наиболее близки к варанам, но отличаются от них, в частности, ластовидными конечностями. К концу мела появились и первые змеи (Ophidia), происшедшие, по-видимому, от ящериц, ведших роющий образ жизни. К концу мела наступает массовое вымирание характерных мезозойских групп пресмыкающихся, в том числе динозавров, ихтиозавров, плезиозавров, птерозавров и мозазавров.