.始祖单弓兽（"Archaeothyris"）与"Clepsydrops"是已知最早的合弓类动物。牠们属于盘龙目，存活于石炭纪晚期（又称宾夕法尼亚纪）。
二叠纪.盘龙目是第一批成功的羊膜动物，散佈各地并多样化发展，直到牠们成为石炭纪晚期到二叠纪早期的陆地优势动物。牠们通常被分为两支：真盘龙亚目、卡色龙亚目。牠们的体积庞大、四肢成躺卧状态、脑部小，可能是群变温动物。牠们是那个时代陆地上最大的动物，某些物种可达3公尺长。有些后期盘龙类，拥有大型帆状物，可以帮助提升他们体温，例如异齿龙、