Durante il Cretaceo (145 - 65 Ma), il Trentino occidentale è immerso in un mare profondo (pelagico), dove si depositano i calcari con selce della Maiolica e della Scaglia Rossa. L'apertura dell'Atlantico meridionale spinge l'Africa verso l'Europa, portando alla chiusura della Tetide e all'inizio dell'orogenesi alpina. L'instabilità dei fondali causa frane sottomarine sismiche, ancora visibili al Sasso Rosso nel Brenta.

Nel Cretaceo superiore, le Alpi settentrionali iniziano a emergere e a subire l'erosione; i detriti accumulati nei bacini formano il Flysch. Nel Parco, questa fase è testimoniata dalla Formazione di Valagola e dalle rocce del Bregn de l'Ors. Il passaggio al Paleogene è infine segnato da una estinzione di massa che decreta la fine del dominio dei rettili sulla Terra.