Przez długi czas wszystkie skamieniałości liściożerów dotyczyły form naziemnych, podczas gdy wszyscy współcześni jej przedstawiciele prowadzili nadrzewny tryb życia. Sytuacja zmieniła się. W 2007 Pujos et al. opisali dziwaczną formę Diabolotherium łączącego cechy leniwców naziemnych i nadrzewnych, wykazującego przystosowania do wspinania się po drzewach w budowie kości kończyn. Niemniej zdecydowaną większość przedstawicieli rodziny stanowią wielki, naziemne leniwce. Opisano ich do 2018 27 rodzajów liczących 57 podtaksonów.
Rodzina leniuchowcowatych powstała prawdopodobnie na początku paleogenu. Wyewoluowała w Ameryce Południowej, niepołączonej wtedy z żadnym innym lądem, co nie przeszkodziło później leniwcom przedostawać się ani na okoliczne wyspy, ani na kontynent północnoamerykański, co prawdopodobnie miało miejsce kilkukrotnie. Do najstarszych znanych przedstawicieli rodziny należy późnooligoceński patagoński Deseadognathus, opisany w 2004 w pracy autorstwa Alfredo A. Carlini i Gustavo J. Scillato-Vane. W oligocenie żył też Holomegalonyx z Boliwii. W 2011 opisano dość zaawansowane ewolucyjnie Paroctodontotherium, żywiące się nisko rosnącą roślinnością. Kolejne skamieniałości pochodzą już z miocenu. W tej epoce żyły już liczne rodzaje.