Mit dem Umschlag von gelbem Dolomitmergel zu grauem Kalkstein setzt der Obere Muschelkalk ein. Früher in Süddeutschland auch als Hauptmuschelkalk bezeichnet, in der Pionierzeit der Geologie auch als „Kalkstein von Friedrichshall“, weist er die stärksten regionalen Faziesunterschiede auf. Er beginnt mit der Trochitenkalk-Formation, dickbankigen Crinoidenkalken, die in Südwestdeutschland mit der Spiriferinabank enden, dem letzten Massenvorkommen von Encrinus liliiformis. In Rheinland-Pfalz entspricht ihr die dolomitische Schengen-Formation. Darüber folgt die weitgehend in Tonplattenfazies ausgebildete Meißner-Formation, die beckenweit bis knapp unter die Cycloidesbank reicht, in zentralen Teilen Süddeutschlands bis zur Muschelkalk-Obergrenze. Darüber setzt eine starke regionale Differenzierung der Gesteinsausbildung (Fazies) ein. So wurden im norddeutschen Ablagerungszentrum überwiegend tonige und dolomitisch-mergelige Sedimente der Warburg-Formation abgesetzt, in Rheinland-Pfalz und im südlichen Baden-Württemberg Dolomitgestein der Irrel- bzw. der Rottweil-Formation. In Luxemburg geht das Dolomitgestein in marine Sandsteine der Gilsdorf-Formation über, in der Oberpfalz in die Eschenbach- und schließlich in die Grafenwöhr-Formation. Über einer untermeerischen Schwelle von Mainfranken bis Tauberfranken akkumulierten in extrem flachem Wasser Schillkalksteine zur Quaderkalk-Formation. Dieser „Fränkische Quaderkalk“ liefert den bedeutendsten Baustein des Muschelkalks, der zu vielfältigen Produkten verarbeitet wird.
In dieser horizontalen und vertikalen Verteilung der Faziesräume zeigt sich ein transgressiv-regressiver Großzyklus: Maximale Überflutung war mit der beckenweit einheitlichen Ablagerung der Tonplatten in der spinosus– bis postspinosus-Zone erreicht. Zu dieser Zeit hatten marine Muschelkalkfaunen ihre weiteste geographische Verbreitung, nämlich vom Pariser Becken bis Zentral-Polen. Von diesem Zeitpunkt an begannen sich Ceratiten und Conodonten im gesamten Becken endemisch zu entwickeln. In Polen sind an der Basis des Oberen Muschelkalks keine Trochitenkalke ausgebildet, und graue Tonsteine mit Bonebeds und Pflanzenhäcksel – allerdings noch mit Ceratiten – setzen bereits in der spinosus-Zone ein (Boruschowitz-Formation).
In der Trochitenkalk-Formation von Crailsheim werden dickbankige Crinoidenkalke von Tonplatten überlagert. Obergrenze ist die Spiriferinabank am oberen Bildrand. Hier werden hervorragende Werksteine gebrochen, die u.a. als Belagplatten gesägt und geschliffen werden.
In der Meißner-Formation wechseln lagenweise Tonmergelstein und Kalkstein. Diese Gesteine aus relativ tieferem Wasser enthalten Muscheln, die im und auf dem Meeresboden lebten, und besonders häufig Ceratiten. Aufgelassener Steinbruch bei Dettelbach am Main.
Die dickbankigen Quaderkalke bestehen weitgehend aus Muschelschalen. Sie liefern hervorragende Werksteine, die weit über Deutschland hinaus verkauft werden. Steinbruch Bettenfeld bei Rothenburg o. T.
Die Cycloidesbank hat die weiteste Verbreitung aller Leitbänke. Unter- und überlagert wird sie von Tonsteinhorizonten, die Vorstöße von Abtragungsprodukten aus den Festländern im Norden während Meeresspiegeltiefständen und feuchterem Klima anzeigen. Steinbruch Künzelsau-Garnberg.
Bereits ab der spinosus-Zone wurden im Osten fast ausschließlich Tonsteine abgelagert, doch spricht die spärliche Fauna noch für marine Verhältnisse. Boruschowitz-Formation im oberschlesischen Laryszów.
Oberer Muschelkalk mit Abfolge von mehr oder weniger stark durchwühlten Blaukalken und sturmgeschichteten Schillbänken über einem Tonsteinhorizont. Solche "Tempestite" belegen, dass immer wieder grundberührende Stürme ins Muschelkalkmeer hereinzogen und ihre Spuren hinterließen.