Els primers sauropterigians van aparèixer fa uns 245 milions d'anys (Ma), al començament del període Triàssic: el primer sauropterigià definit amb datació estratigràfica exacta es troba dins de la divisió de l'era Olenekiana al sud de la Xina. Els primers exemples eren petits (uns 60 cm), semi-aquàtics animals de tipus llangarda amb membres llargs (pachypleurosaurs), però ràpidament van créixer fins a diversos metres de llarg i es van estendre en aigües poc profundes (nothosaurs). L'extinció Triàssic-Jurassic els va aniquilar a tots excepte als plesiosaurs. Durant el Jurassic primerenc, aquests es van diversificar ràpidament en plesiosaurs de coll petit de coll llarg i plesiosaurs de coll curt de cap gran.
plesiosaures de coll llarg de cap petit propi, i pliosaures de coll curt de cap gran