De echte placentale zoogdieren (de kroongroep die alle moderne placenta’s omvat) zijn voortgekomen uit stamgroepleden van de clade Eutheria, die ten minste sedert het Midden-Jura, ongeveer 170 MJA, heeft bestaan. Deze vroege Eutheriërs waren kleine, nachtelijke insecteneters, met aanpassingen voor het leven in bomen.
Techte placenta’s kunnen zijn ontstaan in het Laat-Krijt rond 90 MYA, maar de vroegste onbetwiste fossielen stammen uit het Vroeg-Paleoceen, 66 MYA, na de uitsterving van het Krijt-Paleogeen. De soort Protungulatum donnae werd beschouwd als een stam-populatie die 1 meter boven de Krijt-Paleogeen grens bekend werd in de geologische stratum die de Krijt-Paleogeen uitsterving markeert en Purgatorius, die vroeger als een stam-populatie werd beschouwd, verschijnt niet meer dan 300.000 jaar na de K-Pg grens; beide soorten worden nu echter beschouwd als niet-placentale eutherians. De snelle verschijning van placenta’s na de massa-extinctie aan het einde van het Krijt suggereert dat de groep reeds in het Laat-Krijt was ontstaan en een eerste diversificatie had ondergaan, zoals door moleculaire klokken wordt gesuggereerd. De lijnen die leidden tot Xenarthra en Afrotheria ontstonden waarschijnlijk rond 90 MYA, en Boreoeutheria onderging een eerste diversificatie rond 70-80 MYA, en produceerde de lijnen die uiteindelijk zouden leiden tot moderne primaten, knaagdieren, insecteneters, artiodactylen, en carnivoranen.
Hoewel, moderne leden van de placenta-ordes ontstonden in het Paleogeen rond 66 tot 23 MYA, volgend op de Krijt-Paleogeen uitstervingsgebeurtenis. De evolutie van kroonorden zoals moderne primaten, knaagdieren en carnivoren lijkt deel uit te maken van een adaptieve radiatie die plaatsvond toen zoogdieren snel evolueerden om voordeel te halen uit ecologische niches die open bleven toen de meeste dinosaurussen en andere dieren verdwenen na de Chicxulub asteroïde inslag. Terwijl zij nieuwe niches innamen, namen zoogdieren snel in lichaamsgrootte toe, en begonnen zij de niches van grote herbivoren en grote carnivoren over te nemen, die door de decimering van de dinosauriërs waren opengelaten. Zoogdieren maakten ook gebruik van niches waar de dinosauriërs nooit aan hadden gezeten: vleermuizen ontwikkelden zich bijvoorbeeld tot vliegers en echolocators, waardoor zij zeer effectieve nachtelijke insecteneters in de lucht werden; en walvissen bezetten eerst zoetwatermeren en rivieren en kwamen daarna in de oceanen terecht. De primaten, ondertussen, verwierven gespecialiseerde grijphanden en -voeten die hen in staat stelden takken vast te grijpen, en grote ogen met scherpere visie die hen in staat stelden in het donker te foerageren.
De evolutie van landplacenta’s volgde verschillende paden op verschillende continenten aangezien zij niet gemakkelijk grote watermassa’s kunnen oversteken. Een uitzondering hierop vormen kleinere placenta’s zoals knaagdieren en primaten, die Laurasia verlieten en via rafting Afrika en vervolgens Zuid-Amerika koloniseerden.
In Afrika onderging de Afrotheria een belangrijke adaptieve radiatie, die leidde tot olifanten, olifantspitsmuizen, tenrecs, gouden mollen, aardvarkens, en zeekoeien. In Zuid-Amerika vond een soortgelijke gebeurtenis plaats, met de radiatie van de Xenarthra, die leidde tot de moderne luiaards, miereneters en gordeldieren, alsmede tot de uitgestorven luiaards en glyptodonten. De uitbreiding in Laurasia werd gedomineerd door de Boreoeutheria, die primaten en knaagdieren, insecteneters, carnivoren, perissodactylen en artiodactylen omvat. Deze groepen breidden zich uit tot buiten een enkel continent toen landbruggen werden gevormd die Afrika met Eurazië en Zuid-Amerika met Noord-Amerika verbonden.