Coelurosauria
A comienzos del Cretácico, un amplio rango de fósiles de celurosaurios (incluyendo aves) aparecen en la Formación Yixian en Liaoning, China. Todos los terópodos conocidos de dicha formación geológica son celurosaurios. Muchos de los linajes celurosaurianos sobrevivieron hasta el final del período Cretácico (hace cerca de 65 Ma) y los fósiles de algunos grupos, como Tyrannosauroidea, son mejor conocidos del Cretácico Superior. La mayoría de grupos de celurosaurios se extinguieron en la Extinción masiva del Cretácico-Terciario, incluyendo a los Tyrannosauroidea, Ornithomimosauria, Oviraptorosauria, Deinonychosauria, Enantiornithes y Hesperornithes. Sólo los Neornithes (aves modernas) sobrevivieron, y continuaron diversificándose después de la extinción de los otros dinosaurios en las numerosas formas que se encuentran en la actualidad.
Megalosauridae
La radiación global de estos terópodos carnívoros ocurrió en dos etapas. En la primera, hubo una expansión durante el rompimiento de Pangea en el Jurásico Inferior, hace unos 200 millones de años. Cuando el mar de Tetis emergió entre el supercontinente, los megalosáuridos se irradiaron en ambas mitades de Pangea. La segunda etapa de radiación ocurrió durante el Jurásico Medio y Superior, hace entre 174 a 145 millones de años, junto con los alosauroideos y los celurosaurios. Los Megalosauridae parecen haberse extinto al final de este periodo, con la excepción de "Afrovenator" como único superviviente.