Dinosaurukset kehittyivät noin 230 miljoonaa vuotta sitten ja jakautuivat archosaurus-serkkuistaan varhaisen triassin aikana, 21 miljoonaa vuotta katastrofaalisen Permi-Triassin sukupuuton jälkeen, joka tuhosi suurimman osan elämästä maapallolla. Kuten muillekin archosauruksille, dinosauruksille on ominaista pesähampaat, mikä vähentää niiden todennäköisyyttä irrottaa ruokinnan aikana, erityiset reiät kallossa ja erityinen harja lihasten kiinnittämiseksi reisiluun.
Ennen Permin-Triassin sukupuuttoa Archosaurs olivat suhteellisen hämärä matelijoiden ryhmä. Permin myöhään, maata hallitsivat therapsidit, muinaiset nisäkkäiden sukulaiset. Useimmat therapsidit eivät selviytyneet Permin lopullisesta sukupuutosta kovin hyvin tai sitä seuranneesta kuivasta maailmasta. Tämä jätti useita suuria ekologisia markkinarakoja auki, joita arkosaurukset alkoivat hyödyntää. Monet tutkijat uskovat, että syy archosaurusten ja dinosaurusten nousuun liittyi parempiin strategioihin selviytyä kuivista ympäristöistä. Esimerkiksi archosaurukset voivat vapauttaa virtsahappoa – virtsassa esiintyvän aineenvaihdunnan sivutuotetta – tahnaksi eikä nesteeksi, mikä säästää vettä. Myös rauhasen ihon puuttuminen olisi ollut etu.
Kaikkien dinosaurusten yhteisen esi-isän uskotaan olevan Eoraptor, 1 metriä korkea kaksijalkainen saalistaja, kehittynyt noin 230 miljoonaa vuotta sitten. Joskus luultiin, että dinosaurukset olivat parafiletinen ryhmä, ryhmä, joka ei koostu yhteisestä esi -isästä ja kaikista sen jälkeläisistä, mutta useimmat tiedemiehet ovat sittemmin tulleet siihen johtopäätökseen, että kaikki dinosaurukset polveutuivat yhteisestä esi -isästä. Ennen Carniania, noin 215 miljoonaa vuotta sitten, dinosaurukset olivat suhteellisen harvinaisia, vain 1-2% maan eläimistöstä. Karnian rajalla monet Permin lopullisesta sukupuutosta selvinneet terapidit ja muut arkosaurukset kuitenkin lopulta kuolivat sukupuuttoon, jättäen kaiken auki dinosauruksille. Nopeasti dinosaurukset edustivat vähintään 50%, ellei 90%kaikista yksittäisistä maan eläimistöstä.
Triassin loppuun mennessä dinosaurusten aikakausi oli alkanut. Kaksi päätyyppiä dinosauruksia, terapodeja ja sauropodeja, ovat riittävän monipuolisia miehittämään suurimman osan ekologisista markkinarakoista. Ajan myötä heistä tuli vähemmän alkeellisia, ja jotkut ryhmät, kuten sauropodit, kasvoivat asteittain, kunnes ne painoivat enemmän kuin nykyinen sininen valas. Suurimman osan Mesozoicin aikana jokainen yli metrin kokoinen eläin oli jonkinlainen dinosaurus.