。在过去，许多科学家认为只有虚骨龙类恐龙演化出羽毛，但近年某些鸟臀目恐龙也发现类似羽毛的结构物，例如天宇龙。鸟臀目的管状毛与兽脚类的原始羽毛是否是同源演化的结果，或者是平行演化的特征，目前还没有结论。
化石证据.目前有数个三叠纪晚期的足迹化石，被归类于虚骨龙类。三叠纪晚期到侏罗纪晚期的虚骨龙类化石纪录，相当不完全。髂鳄龙的化石只有两个肠骨，年代为侏罗纪中期的牛津阶，约1亿6500万年前，目前被归类于暴龙超科。侏罗纪晚期出现许多完整的虚骨龙类化石。始祖鸟的化石发现于德国巴伐利