炭纪至二叠纪，化石发现于美国与欧洲，多半仅有牙齿留存。牠们在二叠纪－三叠纪灭绝事件中绝种。瓣齿鲨目最着名的物种为发现于石炭纪蒙大拿州中的 "" 与二叠纪欧洲的 " bituminosa"，为目前瓣齿鲨目下唯二有发现完整全身化石的物种。瓣齿鲨目在生态位上属于底栖鱼类，并不擅长快速游动，以行动迟缓或者固着生活的无嵴椎动物为食。