Najwcześniejsi znani niewątpliwi członkowie tej grupy to Alligatoroidea (taksony bliższe aligatorowi amerykańskiemu, niż krokodylowi nilowemu i gawialowi gangesowemu) i Gavialoidea (taksony bliższe gawialowi gangesowemu, niż dwóm pozostałym gatunkom definiującym krokodyle), żyjące w Ameryce Północnej i Europie w kampanie (około 83,6–72,1 miliona lat temu). Choć pierwsze znane Crocodyloidea pojawiły się w mastrychcie (około 72,1–66,0 miliona lat temu), ich linia musiała istnieć już w kampanie, a ze względu na to, że najwcześniejsi znani przedstawiciele Alligatoroidea i Gavialoidea są formami mocno zaawansowanymi ewolucyjnie, uważa się, że rzeczywisty czas zróżnicowania się tych trzech linii musiał poprzedzać kampan.
Filogeneza thumb|left|Borealosuchus wilsoni thumb|left|Leidyosuchus canadensis, kredowy przedstawiciel Alligatoroidea W XXI wieku relacje filogenetyczne pomiędzy krokodylami w dalszym ciągu nie są ustalone. Badania opierające się na cechach budowy przynoszą rezultaty niezgodne z badaniami genetycznymi. Główny problem dotyczy pokrewieństw gawiala gangesowego. Tradycyjnie uznawany był on za gatunek siostrzany do wszystkich pozostałych krokodyli, co potwierdzają analizy morfologiczne.