Los anfibios aparecieron por primera vez en la Tierra durante el período Devónico, que fue hace más de 400 millones de años. Aunque este período es más famoso por producir una gran cantidad de peces, también dio lugar a la transición Peces y anfibios. Fue durante el período carbonífero que florecieron los anfibios.
Un fósil encontrado en el Ártico canadiense en 2004 reveló que había criaturas que tenían vértebras y aletas que les permitían moverse a través del agua. El fósil también incluía un hocico para respirar usando aire, así como costillas y un cuello. Durante este tiempo, los anfibios pasaron la mayor parte del tiempo en el agua, pero presentaban pulmones y piel simples que les permitían respirar en tierra.
Durante el período carbonífero de 299 a 360 millones de años, los anfibios evolucionaron significativamente. A medida que la tierra se hacía más árida, era necesario utilizar huevos amnióticos para la producción, lo que hacía que los anfibios evolucionaran hacia una forma más adecuada para la tierra. Durante este tiempo, los anfibios evolucionaron para tener estructuras más fuertes, cabezas planas grandes y extremidades cortas. Sus cráneos se hicieron más profundos y sus cuerpos se extendían, lo que les permitió moverse con facilidad. En este punto, hubo ejemplos tempranos de cocodrilos, lagartos y serpientes, así como signos tempranos de sinápsides.
