Dinosaurier entwickelten sich vor etwa 230 Millionen Jahren und spalteten sich in der frühen Trias von ihren Archosaurier-Cousins ab, 21 Millionen Jahre nach dem katastrophalen Aussterben der Perm-Trias, das das meiste Leben auf der Erde auslöschte. Wie andere Archosaurier zeichnen sich Dinosaurier durch Pfannenzähne aus, die es weniger wahrscheinlich machen, dass sie sich während der Nahrungsaufnahme lösen, markante Löcher im Schädel und eine spezielle Kante zum Anbringen von Muskeln am Oberschenkelknochen.
Vor dem Aussterben der Perm-Trias waren Archosaurier eine relativ obskure Gruppe von Reptilien. Im späten Perm wurde das Land von den Therapsiden, alten Verwandten der Säugetiere, beherrscht. Die meisten Therapsiden haben das Aussterben am Ende des Perm oder die darauf folgende trockene Welt nicht gut überlebt. Dies ließ mehrere große ökologische Nischen offen, die die Archosaurier zu nutzen begannen. Viele Wissenschaftler glauben, dass der Grund für den Aufstieg von Archosauriern und Dinosauriern mit besseren Strategien zum Umgang mit trockenen Umgebungen zu tun hat. Zum Beispiel können Archosaurier Harnsäure – ein Nebenprodukt des Stoffwechsels, das im Urin gefunden wird – als Paste und nicht als Flüssigkeit freisetzen, wodurch Wasser gespart wird. Auch die fehlende Drüsenhaut wäre von Vorteil gewesen.
Eoraptor, ein 1 Meter großer zweibeiniger Raubtier, der als gemeinsamer Vorfahre aller Dinosaurier gilt, entwickelte sich vor etwa 230 Millionen Jahren. Früher dachte man, Dinosaurier seien eine paraphyletische Gruppe, eine Gruppe, die nicht aus einem gemeinsamen Vorfahren und all seinen Nachkommen besteht, aber die meisten Wissenschaftler sind seitdem zu dem Schluss gekommen, dass alle Dinosaurier von einem gemeinsamen Vorfahren abstammen. Vor dem Karn, vor etwa 215 Millionen Jahren, waren Dinosaurier relativ selten und machten nur 1-2% der Landfaunen aus. An der Grenze zu Karn starben jedoch viele der Therapsiden und anderen Archosaurier, die das Aussterben des Endes des Perm überlebten, endgültig aus, was den Dinosauriern alles offen ließ. Schon bald machten Dinosaurier mindestens 50 %, wenn nicht sogar 90 % der gesamten individuellen Landfauna aus.
Am Ende der Trias hatte das Zeitalter der Dinosaurier begonnen. Die beiden Hauptarten von Dinosauriern, Therapoden und Sauropoden, sind vielfältig genug, um die meisten der wichtigsten ökologischen Nischen zu besetzen. Im Laufe der Zeit wurden sie weniger primitiv, wobei einige Gruppen wie Sauropoden immer größer wurden, bis sie mehr wogen als der Blauwal von heute. Während des größten Teils des Mesozoikums war jedes Tier, das größer als einen Meter war, ein Dinosaurier.