I primi felidi conosciuti risalgono all'Oligocene d'Europa, come "Proailurus", e il primo ad esibire i caratteristici denti a sciabola è il genere miocenico "Pseudaelurus". La morfologia del cranio e della mandibola dei primi felini dai denti a sciabola era simile a quella dei moderni leopardi nebulosi ("Neofelis"). Il lignaggio si è ulteriormente adattato all'uccisione di precisione di animali di grandi dimensioni sviluppando canini allungati e diastemi più ampi, sacrificando nel processo la forza del morso. Man mano che i loro canini si allungavano, il corpo di questi felini divenne più robusto per immobilizzare le prede. Negli smilodontini e homotheriini, la regione lombare della colonna vertebrale e la coda divennero più corti, così come gli arti posteriori. Sulla base delle sequenze di DNA mitocondriale estratte dai fossili, si stima che i lignaggi di "Homotherium" e "Smilodon" siano divergenti di circa 18 milioni di anni fa. La specie più antica del genere "Smilodon" è "S. gracilis", che prosperò da 2,5 milioni di anni fa fino 500.000 anni fa, essendosi probabilmente evoluto da "Megantereon" in Nord America. Lo stesso "Megantereon" era arrivato in Nord America dall'Eurasia durante il Pliocene, insieme ad "Homotherium". "S. gracilis" raggiunse le regioni settentrionali del Sud America nel Pleistocene inferiore come parte del Grande scambio americano. Le specie di "Smilodon" più recenti si sono probabilmente evolute da "S. gracilis". La specie "S. fatalis" prosperò da 1,6 milioni di anni fa a 10.000 anni fa, sostituendo a sua volta "S. gracilis" in Nord America. La specie "S. populator" prosperò da 1 milione di anni fa a 10.000 anni fa, nelle zone orientali del Sud America.