当当抬头看着天空若有所思地说：“地球创造了两栖动物，但却使一些两栖动物过早地消失，如果一切都可以重来，现在地球上的两栖动物不知道会有多少种！”
“呵呵，我们的小尾巴也变得深沉了！你忘了奥特玛爷爷和我们说过：‘存在有道理，消失也有道理。’我们还是看看两栖动物的祖先吧！”叮叮说完拿出万能电子魔盒喊了一声“百变搜索”，于是魔盒便进入了“搜索”程序……
两栖动物的祖先是肉鳍鱼类，但是到底是起源于哪类肉鳍鱼尚不明确。过去，一般认为两栖动物的祖先比较理想的代表是泥盆纪的扇骨鱼类，但是现在的研究否认了这种说法，因此两栖动物的祖先到底是肉鳍鱼类中的空棘鱼类、扇骨鱼类还是肺鱼类，尚需研究发现。
鱼石螈和棘鱼石螈是最早出现于古生代泥盆纪晚期的两栖动物，它们拥有较多鱼类的特征，如仍然保留有尾鳍，并且不能很好地适应陆地的生活。鱼石螈和棘鱼石螈代表鱼类和两栖动物之间的过渡类型，但是新近的研究表明它们只是两栖动物早期进化的一个旁支，而非其他两栖动物的祖先类型，真正最原始的两栖动物尚待发现。进入石炭纪后，两栖动物迅速分化，并在古生代的最后两个纪石炭纪和二叠纪达到极盛，这段时期也被称为两栖动物时代。
这个时期的两栖动物多种多样，适应不同的生存环境，有些相当适应陆地生活，有些则又回到了水中，有些大型的种类如石炭纪的始螈可以长到4~8米长，习性颇似现代的鳄鱼。与现在的两栖动物不同，这些早期的两栖动物身上多具有鳞甲。在古生代结束后，大多数原始两栖动物灭绝，只有少数延续了下来，而新型的两栖动物则开始出现。
鱼石螈和棘鱼石螈的牙齿有类似总鳍鱼的迷路，因此它们被归入两栖动物纲的迷齿亚纲，组成了迷齿亚纲的鱼石螈目，鱼石螈目自泥盆纪晚期出现后延续到了石炭纪早期。而在石炭纪早期，迷齿亚纲的另外两个目——离片椎目和碳螈目也已经出现，这两个目分别代表两栖动物的主干类型和两栖动物中向着爬行动物进化的类型。
离片椎目是两栖动物的主干类型，在石炭纪和二叠纪时遍布世界各地，而在古生代结束时离片椎目的一些成员仍然繁盛了一段时间，它是原始两栖动物中唯一延续到中生代的代表，有些甚至到中生代后期才灭绝，这些中生代的迷齿类分布广泛，体形巨大，如三叠纪的乳齿螈，主要生活在水中。
向着爬行动物进化的类型是石炭螈目，主要发现于欧洲和北美，一直不很繁盛。石炭螈目中最著名的当属二叠纪的蜥螈，蜥螈同时具有两栖动物和爬行动物的特征，对于其到底是两栖动物还是爬行动物曾经有争议，直到发现了蜥螈的蝌蚪才确认其是两栖动物。因为蜥螈生活的时代要晚于最早的爬行动物，所以它不可能是爬行动物的祖先，而爬行动物的祖先尚待发现。另一类与爬行动物非常相似的两栖动物是阔齿龙类，它们曾经被置于爬行动物的杯龙类，后来发现它实际上是两栖动物。
在石炭纪和二叠纪还曾经生存着一类牙齿没有迷路的原始两栖动物，被归为壳椎亚纲。壳椎类多，体形较小，相貌奇特。古生代结束时壳椎类全部灭绝，是否留下了后代尚不明确。
进入中生代后，现代类型的两栖动物开始出现。