Noin 3 miljoonaa vuotta sitten elänyt "Thylacosmilus atrox" kehittyi ehkä hyvin samantapaisesta Argentiinan Chapadmalalan-kaudella 4–3,5 miljoonaa vuotta sitten eläneestä "Hyaenodonops chapalmalensis" -pussikissasta. Sen elinympäristö oli Etelä-Amerikan pampat. "Thylacosmilus" oli noin 1,5 metriä pitkä ja painoi noin 100 kiloa. Lajilla oli lyhyet jalat, ja se lienee pyydystänyt väijyksistä. Sen huomattavampia piirteitä ovat sen sapellihampaat, jotka olivat noin 15 sentin mittaiset. "Thylacosmiluksella" oli vahvat niska ja leukalihakset jotka auttoivat sapellihampaiden käytössä, tosin mittauksissa "Thylacosmiluksella" on todettu olleen verrattain vähäinen puruvoima leuoissaan. Hampaat kasvoivat koko sen elinajan, toisin kuin sapellihammaskissoilla. Thylacosmilus metsästi luultavasti Etelä-Amerikan megafaunaan kuuluvia lajeja, kuten esimerkiksi "Marauchenioita". "Thylacosmilus" hävisi, kun merestä kohoava Panamankannas yhdisti Amerikat, ja korvautui "Smilodonilla" ja muilla voimakkailla, kehittyneemmillä sapelihammakissoilla suuressa Amerikan eläimistövaelluksessa.