Древнейшие ископаемые земноводные, стегоцефалы, известны из каменноугольных отложений. Они имели череп, покрытый сплошным панцирем из кожных костей, с отверстиями лишь для ноздрей, орбит и теменного глаза. Костные чешуйки кожного панциря были развиты преимущественно на брюшной стороне тела.
Выше мы уже отмечали многие черты сходства строения земноводных со строением двоякодышащих и кистеперых рыб. Девонские кистеперые происшедшие, по-видимому, от общего ствола с двоякодышащими, близки стегоцефалам по целому ряду признаков. Костный панцирь, покрывал череп древних кистеперых не только сверху, но и с боков, по составу и положению костей был очень сходен с черепным панцирем стегоцефала. В черепе имелось отверстие для теменного глаза. Общий план строения лета парных плавников кистеперых был чрезвычайно близок к плану строения пятипалых конечностей стегоцефалов. Сходство имелось также в строении плечевого пояса и костных чешуй кожи. Наружные жабры у личинки современного представителя кистеперых, многопера, очень сходны с жабрами им современных амфибий.
Академик А. Н. Северцов считает, что стегоцефалы произошли от кой-то нам еще палеонтологически неизвестной очень примитивной формы близко стоящей к общим предкам кистеперых и двоякодышащих рыб. В 1932 Сове-Содерберг описал вновь открытую группу девонских ископаемых, являющихся близкими родичами непосредственных предков стегоцефалов. Эти новые формы, названные ихтиостегами, были найдены в восточной Гренландии Строение черепа у них гораздо более примитивно, чем у более поздних стегоцефалов. Сове-Содерберг предполагает, что череп еще неизвестных нам рыб образных предков позвоночных состоял из большего числа костей, чем черв кистеперых рыб. Эти рыбообразные предки стегоцефалов жили в эпоху девона или даже силура. В среднем девоне от них ответвились предки ихтиостегов, уже известных из верхнего девона. От родичей ихтиостегов произошли каменноугольные стегоцефалы. Таким образом, новая палеонтологиическая находка в восточной Гренландии заставляет отнести время ответвлении предков земноводных от рыб на еще более отдаленные периоды палеозойской эры, чем это прежде предполагалось.
Древнейшие из стегоцефалов, несомненно, были исключительно водным животными, населявшими пресные водоемы вместе со своими рыбьими предками. Пояс задних конечностей у них еще не был соединен с позвоночником.
Вероятно, в условиях сухого и жаркого климата девона, с частыми пересыханиями водоемов, сказалась недостаточность жаберного дыхания, и в то я время возникли приспособления к дополнительному дыханию в виде легких Наземного типа конечности развивались первоначально как приспособлена к ползанию по дну. Однако выход стегоцефалов на сушу стал возможен лишь во влажном каменноугольном периоде.
Первые наземные позвоночные имели еще очень несовершенные легкие; а панцирь препятствовал развитию кожного дыхания; у более поздних форм кожный скелет постепенно утрачивается и сохраняется лишь на брюхе. Конечности первых стегоцефалов были очень слабы, так как мускулатура их не получила еще соответствующего развития. Они передвигались, волоча брюхо по земле и усиленно изгибая туловище.
Реконструкция стегоцефала Eriops.
Взрослые стегоцефалы вели земноводный образ жизни; их личинки дышали при помощи жабер, утрачивая их после метаморфоза, но некоторые виды сохраняли жабры на всю жизнь.
Древнейшие панцирные амфибии имели саламандрообразное сложение; позднее возникли формы с удлиненным и формы с укороченным телом, а также формы, лишенные конечностей.
Большинство стегоцефалов вымерло в пермское время, немногие существовали до триаса. С этого времени и до начала третичной эры ископаемых амфибий почти неизвестно и переходных форм к ныне живущим земноводным пока не найдено. Амфибии третичного времени уже мало отличаются от современных.
