Gli anfibi apparvero per la prima volta sulla Terra durante il periodo Devoniano, che era più di 400 milioni di anni fa. Mentre questo periodo è più famoso per produrre un'abbondanza di pesci, ha anche dato origine alla transizione tra pesce e anfibi. Fu durante il periodo Carbonifero che fiorirono gli anfibi.
Un fossile trovato nell'Artico canadese nel 2004 ha rivelato che c'erano creature con vertebre e pinne che permettevano loro di muoversi attraverso l'acqua. Il fossile includeva anche un muso per respirare usando l'aria, così come le costole e un collo. Durante questo periodo, gli anfibi passavano la maggior parte del loro tempo in acqua, ma presentavano semplici polmoni e pelle che permettevano loro di respirare a terra.
Durante il periodo Carbonifero da 299 a 360 milioni di anni fa, gli anfibi si sono evoluti in modo significativo. Man mano che la terra diventava più arida, era necessario utilizzare le uova amniotiche per la produzione, facendo sì che gli anfibi si evolvano in una forma più adatta alla terra. Durante questo periodo, gli anfibi si sono evoluti per avere strutture più forti, grandi teste piatte e arti corti. I loro crani divennero più profondi e i loro corpi si stavano estendendo, il che consentiva loro di muoversi con facilità. A questo punto c'erano i primi esempi di coccodrilli, lucertole e serpenti, nonché i primi segni di sinapsi.
