Les dinosaures ont évolué il y a environ 230 millions d’années, se séparant de leurs cousins archosaures au début du Trias, 21 millions d’années après l’extinction catastrophique du Permien-Trias, qui a anéanti la plupart de la vie sur Terre. Comme les autres archosaures, les dinosaures sont caractérisés par des dents creuses, ce qui les rend moins susceptibles de se détacher pendant l’alimentation, des trous distinctifs dans le crâne et une crête spéciale pour attacher les muscles sur le fémur.
Avant l’extinction du Permien-Trias, les archosaures étaient un groupe de reptiles relativement obscur. À la fin du Permien, la terre était dominée par les thérapsides, d’anciens parents des mammifères. La plupart des thérapsides n’ont pas très bien survécu à l’extinction de la fin du Permien, ou au monde aride qui l’a suivi. Cela a laissé plusieurs niches écologiques majeures ouvertes, que les archosaures ont commencé à exploiter. De nombreux scientifiques pensent que la raison de l’essor des archosaures et des dinosaures était liée à de meilleures stratégies pour faire face aux environnements arides. Par exemple, les archosaures peuvent libérer de l’acide urique – un sous-produit du métabolisme présent dans l’urine – sous forme de pâte plutôt que de liquide, conservant l’eau. L’absence de peau glandulaire aurait également été un avantage.
Ce que l’on pense être l’ancêtre commun de tous les dinosaures, Eoraptor, un prédateur bipède de 1 mètre de haut, a évolué il y a environ 230 millions d’années. À une certaine époque, on pensait que les dinosaures étaient un groupe paraphylétique, un groupe qui ne se composait pas d’un ancêtre commun et de tous ses descendants, mais la plupart des scientifiques sont depuis parvenus à la conclusion que tous les dinosaures descendaient d’un ancêtre commun. Avant le Carnien, il y a environ 215 millions d’années, les dinosaures étaient relativement rares, ne représentant que 1 à 2 % de la faune terrestre. À la limite du Carnien, cependant, de nombreux thérapsides et autres archosaures qui ont survécu à l’extinction de la fin du Permien se sont finalement éteints, laissant tout grand ouvert pour les dinosaures. Rapidement, les dinosaures en sont venus à représenter au moins 50 %, sinon 90 %, de toute la faune terrestre individuelle.
À la fin du Trias, l’ère des dinosaures avait commencé. Les deux principaux types de dinosaures, les thérapodes et les sauropodes, se sont suffisamment diversifiés pour occuper la plupart des grandes niches écologiques. Au fil du temps, ils sont devenus moins primitifs, certains groupes, tels que les sauropodes, devenant progressivement plus gros, jusqu’à peser plus que la baleine bleue d’aujourd’hui. Pendant la majeure partie du Mésozoïque, chaque animal de plus d’un mètre était un dinosaure.