Dinocephalia, of die dinosefaliërs, is ’n klade vroeë, swaarlywige terapsides wat vir ’n kort tyd in die Middel-Perm, tussen 270 miljoen en 260 miljoen jaar gelede, floreer het. Hulle het daarna uitgesterf en geen nakomelinge agtergelaat nie. Daar was plant-, vleis- en allesvreters. Baie spesies het verdikte skedels gehad met baie knoppe em benerige uitsteeksels. Fossiele is ontdek in Suid-Afrika, Rusland, China, Brasilië, Zimbabwe en Tanzanië. Benewens die Biarmosuchia is die dinosefaliërs die mins ontwikkelde terapsides, hoewel hulle op hulle manier uniek gespesialiseerd was. Hulle het verskeie primitiewe eienskappe gehad, maar het ook ’n paar terapside-aanpassings gehad, soos die uitbreiding van die ilium en regopper ledemate. Sommige was half aangepas vir ’n waterleefstyl, terwyl ander volle landdiere was. Hulle was van die grootste diere van die Perm-periode; net die Caseidae en Pareiasauridae was groter. Van die plantvretende spesies was tot 4,5 meter lank en het tot 2 ton geweeg. Die grootste vleisvreters was net so lank, het swaar skedels van omtrent 80 cm lank gehad en het omtrent ’n halwe ton geweeg.