De eerste amniotes, zoals Casineria, leken op kleine hagedissen. Ze ontwikkelden zich zo'n 340 miljoen jaar geleden, in het Mississippien of het Onder-Carboon. Hun eieren konden buiten het water overleven. Daardoor konden amniotes zich verplaatsen naar omgevingen met minder water. De amniotes verplaatsten zich over de aarde. De meeste gewervelde dieren die op het land leven zijn amniotes, net als de meeste luchtademende dieren in de zee.
Al heel vroeg in de evolutionaire geschiedenis van de amniotigen splitsten zij zich op in twee hoofdlijnen, de synapsiden en de sauropsiden, die beide tot in de moderne tijd blijven bestaan.
De oudst bekende fossiele synapside is Protoclepsydrops van ongeveer 320 miljoen jaar geleden, terwijl de oudst bekende sauropside waarschijnlijk Paleothyris is, in de orde Captorhinida, uit het Midden-Pennsylvanisch tijdperk (ongeveer 306-312 miljoen jaar geleden).
Eieren
Men kan aannemen dat de voorouders van de amniotes hun eieren legden op vochtige plaatsen, daar zulke dieren van bescheiden grootte geen moeite zouden hebben om holten te vinden onder omgevallen boomstammen of andere geschikte plaatsen in de oerbossen, en droge omstandigheden waren waarschijnlijk niet de voornaamste reden voor het ontstaan van de zachte schaal.
Bij vissen en amfibieën is er slechts één binnenmembraan, ook wel embryonaal membraan genoemd. Bij amniotten is de inwendige anatomie van het ei verder geëvolueerd en hebben zich nieuwe structuren ontwikkeld om de gasuitwisselingen tussen het embryo en de atmosfeer te regelen en de afvalproblemen op te lossen. Om een dikkere en hardere schaal te kweken waren nieuwe manieren nodig om het embryo van zuurstof te voorzien, want diffusie alleen was niet voldoende.
Nadat het ei deze structuren had ontwikkeld, stelde verdere verfijning amniotes in staat veel grotere eieren te leggen in veel drogere habitats. Grotere eieren maakten grotere nakomelingen mogelijk, en grotere volwassen dieren konden grotere eieren voortbrengen, zodat amniotes groter werden dan hun voorouders. Echte groei was echter pas mogelijk toen ze niet langer afhankelijk waren van kleine ongewervelde dieren als hun voornaamste voedselbron en planten of andere gewervelde dieren gingen eten, of terugkeerden naar het water. Nieuwe gewoonten en zwaardere lichamen betekenden verdere evolutie voor de amnioten, zowel in gedrag als in anatomie.
