目的蜥脚亚目都已经改为素食，但他们的祖先却肉食素食都有。兽脚亚目后来演变出一类特殊的恐龙，称为虚骨龙类，虚骨龙经过几千万年的演化可能演变成了10,500个物种的鸟类的共同祖先。而目前已知最早的鸟类在侏儸纪晚期已经出现，例如始祖鸟，并且在恐龙还存活的白垩纪就已经有例如黄昏鸟和孔子鸟之类的现代鸟类生存了。兽脚亚目与鸟类之间的共同点包括：脚掌有三趾（牠们的第一趾其实萎缩在脚部后方）、胸部上的「叉骨」、与充满空气的骨头。此外，某些兽脚类恐龙的手臂拥有羽毛（但不应具备飞行能力，例如恐爪龙和盗伶龙）和孵卵行为。