已知最早的恐龍足跡化石發(fā)現(xiàn)于歐洲和南美洲的一些地點，距今約2.4億年，恐龍全部滅絕于距今約6500萬年的白堊紀末。據(jù)此推算，傳統(tǒng)意義上的恐龍在地球上度過了大約1.7億年的漫長歲月。由于現(xiàn)代意義上的恐龍就包含了鳥類，恐龍家族在地球上生活的時間就達到了約2.4億年。

恐龍家族堪稱脊椎動物當中的一個長壽家族。已知最早的恐龍骨骼化石發(fā)現(xiàn)在阿根廷，距今約2.3億年。已知最早的恐龍足跡化石發(fā)現(xiàn)于歐洲和南美洲的一些地點，距今約2.4億年。傳統(tǒng)意義上的恐龍全部滅絕于距今約6500萬年的白堊紀末，在此之后的化石記錄當中再也沒有了它們的蹤跡。據(jù)此推算，傳統(tǒng)意義上的恐龍在地球上度過了大約1.7億年的漫長歲月。由于鳥類起源于恐龍，屬于恐龍家族的一個支系，現(xiàn)代意義上的恐龍就包含了鳥類。這樣算起來，恐龍家族在地球上生活的時間就達到了約2.4億年。

在漫長的恐龍時代，出現(xiàn)過各種各樣的恐龍。每個時代的恐龍種類都不同，有著強烈的時代烙印。三疊紀是恐龍演化的早期階段，包括蜥腳型類、獸腳類和鳥臀類等恐龍的主要支系都出現(xiàn)了，最著名的代表包括屬于原蜥腳類的板龍、屬于蜥腳類的古雷龍、屬于獸腳類的腔骨龍和屬于鳥臀類的匹薩諾龍。這一時期的恐龍以原蜥腳類和獸腳類為主，蜥腳類和鳥臀類較少。三疊紀的恐龍體形一般相對較小，多為兩足行走。

在侏羅紀早期，由于泛大陸還沒有解體，地球各個大陸上的恐龍種類非常相似。原蜥腳類依然在各地繁盛，著名代表有中國的祿豐龍和北美等地的近蜥龍；獸腳類開始分化，出現(xiàn)了雙嵴龍類和角鼻龍類等亞類群；蜥腳類更多地出現(xiàn)，著名的代表有中國的珙縣龍和南非的火山齒龍；鳥臀類也同樣越來越多，像異齒龍類和原始盾甲龍類（劍龍類和甲龍類的祖先類群）開始繁盛。在侏羅紀中期，蜥腳類取代了原蜥腳類，占據(jù)了統(tǒng)治地位，著名代表有中國的蜀龍和阿根廷的南方龍等；獸腳類當中的堅尾龍類開始分化，著名的代表有中國的單嵴龍和歐洲的巨龍（又名巨齒龍）；鳥臀類中的許多亞類群也開始出現(xiàn)，像以中國的華陽龍為代表的劍龍類和以中國的鹽都龍為代表的鳥腳類。到侏羅紀晚期，恐龍演化進入了一個鼎盛期，許多大型蜥腳類開始出現(xiàn)，著名的代表有中國的馬門溪龍和北美的梁龍、腕龍；相應(yīng)地，許多大型獸腳類也出現(xiàn)了，像北美的異特龍和中國的永川龍。獸腳類當中的小型種類在這一時期也異常繁盛，如早期暴龍類代表——冠龍，已知最早的阿爾瓦雷斯龍類代表——簡手龍，已知最早的恐爪龍類代表——近鳥龍和曉廷龍，以及鳥類支系的最早代表——耀龍。鳥臀類的一些主要亞類群也開始出現(xiàn)和繁盛：像以北美的怪獸嘴龍為代表的甲龍類，以中國的沱江龍為代表的劍龍類以及以隱龍為代表的角龍類。

白堊紀時期恐龍進一步繁盛，尤其是鳥臀類恐龍中的鳥腳類、角龍類和腫頭龍類。白堊紀的蜥腳類恐龍以巨龍類的繁盛為特征，著名代表有阿根廷龍等恐龍中的巨無霸；同時，梁龍類也進一步發(fā)展，著名的代表有阿瑪加龍等一些非常奇特的恐龍。在白堊紀早期，鸚鵡嘴龍和遼角龍等小型角龍類非常繁盛；鳥腳類開始逐漸變大，著名的代表有歐洲的禽龍；到了白堊紀晚期，大型的角龍類、腫頭龍類和鳥腳類開始繁盛，最著名的代表是鴨嘴龍類的巨無霸——山東龍，有著奇特頭骨的腫頭龍和見證恐龍滅絕的大型角龍——三角龍；同時，肉食龍類演化也逐漸達到了鼎盛時期，許多獸腳類中的巨無霸出現(xiàn)了，白堊紀最末期的霸王龍是它們當中最著名的代表。