最古老的化石，估计可追溯至1亿2500万年前。牠是于2003年在中国辽宁发现的。模式种的沙氏中国袋兽（"S. szalayi"）只有15厘米长，可能重30克。牠的骨骼由一层毛皮及软组织的轮廓所包围。牠的肢骨显示牠栖息在树上，与始祖兽相似。中国袋兽可能是吃昆虫的。大部份中生代的有袋类都是在北美洲、南美洲及亚洲发现，生存于约9000万至6500万年前的上白垩纪。