出牠们在这之前就以高度分开演化。在白垩纪早期，中国辽宁省的义县组出现大量、多样化的虚骨龙类与鸟类。义县组的所有兽脚类恐龙都是虚骨龙类。虚骨龙类的许多演化支持续生存到白垩纪末期，其中的暴龙超科更演化出巨大的体型。
分类.自从虚骨龙类在1914年建立后，牠们已被证明是一群极为多样化的演化支。1960年代之后，数个有区别的虚骨龙类支系被承认，并被建立为下目，包含似鸟龙下目、恐爪龙下目、偷蛋龙下目、以及慢龙下目（之后被镰刀龙下目所取代）。大部分的现代研究根据系统发生学命名法，且避免排列