Гренландско-Европейский морской бассейн образовался в начале эоценовой эпохи (58–55 миллионов лет назад). В палеоценовую эпоху (66–58 или 55 миллионов лет назад) Гренландская, Норвежская и Лофонтенская котловины представляли собой сушу. Сушей являлась тогда и большая часть Европы, в пределах которой изолированные морские бассейны отмечались лишь на небольших площадях современных Бельгии, Франции и Поволжья. Тогда, по-видимому, существовал единый континент, охватывавший западную половину Северного Ледовитого океана от Гренландии до Европы и саму Европу.
В начале эоценовой эпохи Гренландская, Норвежская и Лофонтенская котловины погрузились ниже уровня моря, и были затоплены водой; на их месте образовалось огромное море, расположенное преимущественно на коре континентального типа. Его глубина изменялась от нескольких метров в раннеэоценовую эпоху (55–50 миллионов лет назад) до более 2 км в конце олигоцена — начале неогенового периода (34–30 миллионов лет назад). В это же время мелководный морской бассейн покрывал большую часть Европы и Европейской части России. В эоценовую эпоху он соединялся на востоке с Западно-Сибирским морским бассейном в районе Южного Урала. Гренландско-Европейский морской бассейн существовал до начала миоценовой эпохи неогенового периода (22 миллиона лет назад), время от времени превращаясь в сушу.
Западно-Сибирский морской бассейн являлся огромным мелководным морем, расположенным на коре континентального типа, которое существовало с начала палеогенового периода в течение палеоценовой, эоценовой и, вероятно, раннеолигоценовой эпох (66–34, возможно до 30 миллионов лет назад) и простиралось через Тургайский морской пролив до южной части Восточно-Европейского и Таримского морских бассейнов. Последний был расположен на примыкающей к Куньлуню и Тибету Таримской континетальной глыбе в районе современных пустынь Такла-Макан и Гоби. В олигоценовое время в результате поднятия территории Западной Сибири оно превратилось в сушу с цепочкой замкнутых озер и болот в ее центральной части.
Канадский морской бассейн включал в себя существовавшую еще с конца мезозойской эры Канадскую котловину, которая в течение всего палеогенового периода бывшую глубоководным морским бассейном с корой океанического типа, мелководное море на северной континентальной окраине Канады (между р. Маккензи и Гудзоновым заливом), и образованные в конце раннемеловой — позднемеловой эпохи (со 110 миллионов лет назад) Баффинову и Лабрадоскую котловины с корой океанического типа, расположенные на месте одноименных морей.