Geologisch tijdvak lopend van 56,0 tot 33,9 miljoen jaar geleden; tweede tijdvak van het Paleogeen (Cenozoïcum) waarin de placentale zoogdieren een grote diversiteit bereikten
Het Paleogeen is de eerste periode van de era Cenozoïcum en het Eoceen is daarvan het tweede tijdvak dat volgt op het Paleoceen. Het Eoceen kende in de eerste helft twee klimaatmaxima met hoge temperaturen, maar tegen het eind werd het steeds kouder. De continenten dreven verder uit elkaar en de buideldieren van Australië leefden geïsoleerd van de andere zoogdieren. Zuid-Amerika kwam los van Afrika. Het subcontinent India, dat aanvankelijk ter hoogte van Madagaskar onderdeel uitmaakte van Afrika stak de Arabische oceaan over en boorde zich in het Aziatische continent, onder vorming van de Himalaya.
In het Eoceen ondergingen alle ordes van de Placentalia een radiatie. Een grote diversiteit ontstond van onevenhoevige (Perissodactyla) en evenhoevige (Artiodactyla) hoefdieren, insecteneters (Insectivora), roofdieren (Carnivora), knaagdieren (Rodentia) en primaten (Primates). Verder kwamen in het Eoceen de Creodontia op, een soortenrijke groep van op hyena’s lijkende roofdieren, die nog geleefd hebben tot in het Oligoceen maar daarna uitgestorven zijn; ze zijn niet de voorouders van de Carnivora. Ook de oude walvissen, een afstammingslijn van de Artiodactyla, dateren uit het Eoceen.
Dat de placentale zoogdieren pas een radiatie ondergingen ruim 15 miljoen jaar na de K-Pg-grens illustreert dat een causale relatie tussen het uitsterven van de dinosauriërs en het opkomen van de zoogdieren twijfelachtig is, al wordt vaak aangenomen dat de zoogdieren konden evolueren omdat de dinosauriërs waren verdwenen. De vertraagde opkomst van de zoogdieren is te zien als steun voor het model van de lange lont, dat uitgaat van langdurige herprogrammering van de ontwikkelingsgenetica als noodzakelijk voorstadium voor een radiatie.
