As aves comezaron a rediversificarse durante a época, ocupando novos nichos ecolóxicos. A maioría dos tipos de aves modernosmodernas apareceran a mediados do Cenozoico, incluíndo [[paseriformes|paxaros]], [[gruiformes|grullasgrous]], [[Falconiformes|falcóns]], [[Pelecaniformes|pelícanospelicanos]], [[Ciconiiformes|garzas]], [[Strigiformes|lechuzascuruxas]], [[Anseriformes|patos]], [[Columbiformes|pombas]], [[Gaviiformes|colimbos]] e [[Piciformes|carpinteirospetos]]. A finais do Paleoceno, apareceron os primeiros [[Strigiformes|bufos]], como ''[[Ogygoptynx]]'' nos Estados Unidos e ''[[Berruornis]]'' en Francia.
Atopáronse fósiles no Paleoceno tardío de grandes aves carnívoras non voadoresvoadoras (tamén denominados [[paxaro do terror|paxaros do terror]]), incluído o temible ''[[Gastornis]]'' en Europa.
