Płazy tarczogłowe są płazami kopalnymi, żyjącymi w karbonie i permie. Ich przodkami były ryby mięśniopłetwe, a znanymi ze skamieniałości przedstawicielami są: ichtiostega, mająca jeszcze wiele cech rybich oraz sejmuria, będąca formą przejściową w drodze ewolucji między płazami a gadami.