Under de första decennierna av dinosaurieupptäckter tänkte man inte särskilt mycket på deras evolutionära förfäder. Inte nog med att de få exemplar man kände till inte liknade något levande djur, de var också så olika alla andra reptiler att det var svårt att urskilja mycket om deras släktskap. Tidigt insåg man att dinosaurierna som grupp verkar vara närmast besläktade med krokodilerna, även om T.H. Huxley på 1860-talet hade föreslagit att dinosaurier och fåglar måste ha haft en mycket nära gemensam förfader i ett avlägset förflutet. Tre anatomiska kännetecken – tänder med hål i tandlägen, en skalle med två stora hål (diapsid) och ytterligare ett hål i underkäken – finns hos både krokodiler och dinosaurier. De tidigaste krokodilerna uppträdde nästan samtidigt med de första kända dinosaurierna, så ingen av dem kan ha gett upphov till den andra. Man trodde länge att dinosauriernas mest sannolika förfäder kunde hittas i en dåligt förstådd grupp av reptiler från trias som kallades för krokodilerna (“socket-tandade reptiler”). Idag erkänner man att “thecodontian” helt enkelt är ett namn på de basala, eller mest primitiva, medlemmarna av archosaurierna (“härskande reptiler”), en grupp som kännetecknas av de tre anatomiska egenskaper som nämns ovan och som omfattar dinosaurier, pterosaurier (flygande reptiler), krokodiler och deras utdöda släktingar.
En tidig kandidat till dinosauriernas förfader var en liten basal archosaurie från den tidiga triassiska epoken (för 252,2 miljoner till 247,2 miljoner år sedan) i Sydafrika kallad Euparkeria. Nya upptäckter tyder på varelser som är ännu mer dinosaurieliknande från mellantrias (247,2 miljoner till 237 miljoner år sedan) och från en tidig del av sen trias (237 miljoner till 201,3 miljoner år sedan) i Sydamerika; dessa inkluderar Lagerpeton, Lagosuchus, Pseudolagosuchus och Lewisuchus. Andra former, som Nyasasaurus och Asilisaurus, härstammar från den mellersta trias i Östafrika; Nyasasaurus anses av vissa vara den äldsta kända medlemmen av Dinosauria. Andra sydamerikanska former som Eoraptor och Herrerasaurus är särskilt dinosauriska till utseendet och betraktas ibland som dinosaurier.
Encyclopædia Britannica, Inc.
Det tidigaste uppträdandet av “riktiga dinosaurier” är nästan omöjligt att fastställa, eftersom man aldrig med säkerhet kan veta om det allra första (eller sista) exemplaret av någon typ av organism har hittats. Uppföljningen av avlagringar som innehåller fossil är diskontinuerlig och innehåller många luckor; även inom dessa avlagringar är fossilregistret av dinosaurier och andra varelser som finns där långt ifrån komplett. Det kompliceras ytterligare av att evolutionen från förfaderns form till den efterföljande formen vanligtvis är en stegvis process. När fler och fler luckor fylls mellan de första dinosaurierna och andra arkeosaurier blir följaktligen antalet kännetecken som skiljer dem åt mindre och mindre. För närvarande definierar paleontologer dinosaurier som Triceratops (som representerar Ornithischia), fåglar (de senaste representanterna för Saurischia) och alla ättlingar till deras senaste gemensamma förfader. Den gemensamma förfadern hade tydligen en rad egenskaper som inte fanns hos andra släktingar till dinosaurier, bland annat förlusten av det prefrontala benet ovanför ögat, en lång deltopectoral kam på överarmsbenet, tre eller färre leder på handens fjärde finger, tre eller fler höftkotor, en helt öppen höftled och en cnemial kam på skenbenet (tibia). Dessa egenskaper fördes vidare och modifierades hos de första dinosauriernas ättlingar. Jämfört med de flesta av sina jämnåriga var dinosauriernas ställning och hållning bättre, vilket ledde till en bättre gångstil och, i flera oberoende släktled, till en allmän ökning av storleken. De var också effektivare på att samla in mat och bearbeta den och hade tydligen högre ämnesomsättning och kardiovaskulär näring. Alla dessa trender, enskilt eller i samverkan, bidrog troligen till dinosauriernas kollektiva framgång, vilket resulterade i deras dominans bland de mesozoiska landlevande djuren.