Ensimmäinen selvä sauropterygian, jolla on tarkka stratigrafinen datum, sijaitsee Olenekian aikakauden Spathian-jakoon Etelä-Kiinassa. Varhaiset esimerkit olivat pieniä (noin 60 cm), puoliksi vesieläinten kaltaisia eläimiä, joilla oli pitkät raajat (pachypleurosaurukset), mutta ne kasvoivat nopeasti useita metriä pitkiksi ja levisivät mataliin vesiin (nothosaurukset). Trias-Jurassic-häviytyminen pyyhki heidät kaikki pois paitsi plesiosaurukset. Varhaisen Jurassic-kauden aikana nämä monimuotoistuivat nopeasti sekä pitkän kaulan pienipäisiksi plesiosauruksiksi että lyhytpäisiksi suuriksi plesiosauruksiksi. Alun perin oli ajateltu, että plesiosaurukset ja plesiosaurukset olivat kaksi erillistä superperhettä, joilla oli pitkät raajat (noin 60 cm), mutta ne kasvoivat nopeasti useita metriä pitkiksi ja levisivät matalaan veteen (nothosaurukset).
pitkän kaulan pienpää plesiosaurukset ja lyhyt kaulan suurpää pliosaurukset