Dinosaurier utvecklades för cirka 230 miljoner år sedan och splittrades från sina arkosaurier i början av trias, 21 miljoner år efter den katastrofala Perm-Trias-utrotningen, som utplånade det mesta livet på jorden. Liksom andra arkosaurier kännetecknas dinosaurier av socket-tänder, vilket gör dem mindre benägna att dras loss under matning, distinkta hål i skallen och en speciell ås för att fästa muskler på lårbenet.
Före Perm-Trias-utrotningen var arkosaurier en relativt obskyr grupp av reptiler. I slutet av perm dominerades landet av terapeuterna, gamla släktingar till däggdjur. De flesta terapeuter överlevde inte utrotningen i slutet av Perm, eller den torra värld som följde den. Detta lämnade flera stora ekologiska nischer vidöppna, som arkosaurierna började utnyttja. Många forskare tror att orsaken till framväxten av arkosaurier och dinosaurier hade att göra med bättre strategier för att klara av torra miljöer. Till exempel kan arkosaurier frigöra urinsyra – en biprodukt av metabolism som finns i urin – som en pasta snarare än en vätska, vilket sparar vatten. Att sakna körtelhud hade också varit en fördel.
Det som tros vara den gemensamma förfadern till alla dinosaurier, Eoraptor, ett 1 meter högt tvåbent rovdjur, utvecklades för cirka 230 miljoner år sedan. En gång trodde man att dinosaurier var en parafyletisk grupp, en grupp som inte bestod av en gemensam förfader och alla dess ättlingar, men de flesta forskare har sedan dess kommit fram till att alla dinosaurier härstammar från en gemensam förfader. Före Carnian, för cirka 215 miljoner år sedan, var dinosaurier relativt sällsynta och representerade bara 1-2% av landfaunan. Vid den karniska gränsen dog många av terapeuterna och andra arkosaurier som överlevde slutet av Perm-utrotningen till slut, vilket lämnade allt vidöppet för dinosaurierna. Snabbt kom dinosaurier att representera minst 50 %, om inte 90 %, av all individuell landfauna.
I slutet av triasen hade dinosauriernas tidsålder börjat. De två huvudtyperna av dinosaurier, therapoder och sauropoder, var tillräckligt diversifierade för att ockupera de flesta av de stora ekologiska nischerna. Med tiden blev de mindre primitiva, med vissa grupper, såsom sauropoder, som blev allt större, tills de vägde mer än dagens blåval. Under större delen av mesozoiken var varje djur större än en meter i storlek en dinosaurie av något slag.