Era Secundaría o Mesozoico. Los terrenos Mesozoicos ocupan extensas zonas del País Vasco, especialmente en su mitad septentrional. De sus tres clásicos períodos, el que muestra mayor desarrollo es el Cretácico. Los dos inferiores (Triásico y Jurásico) se extienden sobre todo, en derredor de los macizos Paleozoicos antes mencionados. El Triásico muestra también islotes dispersos por todo el País tales como Orduña, Murgia, Salinas de Añana, Maeztu, Estella, Alloz y otros islotes en la zona occidental de Pamplona. El Triásico es muy pobre en fósiles. No así el Jurásico y Cretácico. Entre los fósiles más abundantes del Jurásico nos encontramos de nuevo con Braquiópodos, pero de géneros distintos a los Paleozoicos. Aquí y en el período siguiente son típicos los géneros Rhynconella y Terebratula (Fig. 3A). Entre los Moluscos Cefalópodos abundan los Belemnites y Ammonites y entre los Moluscos Bivalvos los del género Pecten, Trigonia y Gryphaea. Los restos fósiles de los Belemnites (de forma de cigarro puro) corresponden al esqueleto interno o pluma de los calamares actuales (Fig. 3B) y los de Ammonites a las conchas externas de estos animales. Son muy frecuentes y típicas en todo el Mesozoico, con un gran número de géneros y especies y se extinguieron al final de esta Era. La concha está enrollada en espiral y tabicada. El animal vivía en la última cámara formada por dichos tabiques (Fig. 3C). Los fósiles del género Pecten (Fig. 3D) son semejantes a la concha del peregrino actual. Aparecen en el Jurásico, pero son más frecuentes en períodos posteriores: Cretácico y Eoceno. Hemos de citar por fin en el Jurásico, restos de Equinodermos Crinoideos. Dentro del Cretácico son abundantes los Foraminíferos del género Orbitolina (Fig. 4A). Se trata de animales Protozoos provistos de un caparazón calizo, que posee diferentes cámaras dispuestas helicoidalmente de manera que la concha adquiere una forma cónica semejante a un sombrero chino. Lo mismo que los Foraminíferos actuales, vivían en mares cálidos, poco profundos, reproduciéndose extraordinariamente. Los esqueletos de los animales muertos forman potentes sedimentos en esos mares. Las Orbitolinas originaron así potentes estratos, que son abundantes en sierras como las de Aralar, Andía y el macizo del Gorbea. Durante el Cretácico continúan estando presentes los Braquiópodos citados en el período anterior. Entre los Ammonites aparecen formas nuevas tales como Acanthoceras (Fig. 4B). Entre los Moluscos Bivalvos continúan Pecten y Gryphaea y abundan otros como Toucasia, animal sedentario de arrecifes, común en las calizas urgonianas de numerosas montañas guipuzcoanas y vizcaínas (Fig. 4C). En estos mismos biotopos de aguas poco profundas y cálidas se desarrollaron durante el Cretácico Medio numerosos Coralarios que originaron importantes arrecifes análogos a los que se originan actualmente en determinados mares tropicales. Entre los fósiles de Moluscos Gasterópodos tenemos, entre otros, los géneros Glauconia, Turbo, Pleurotomaria y Natica. Y entre los Equinodermos, erizos de mar de los géneros Cidaris y Micraster (Fig. 4D y E). El primero es común en el Cretácico Medio de Gipuzkoa y Bizkaia y el segundo en el Cretácico Superior de montañas alavesas y navarras. Existen también fósiles de Vertebrados en terrenos Mesozoicos. Así, hemos de mencionar los de Peces diversos como Microdon y Lepidotes de Aralar. Por fin, entre los Reptiles Dinosaurios, son dignas de mención las numerosas huellas halladas en La Rioja y posteriormente en Navarra, así como restos fósiles de los mismos en Treviño.