Gady kopalne nazywane są mezozoicznymi, ponieważ występowały i dominowały w tej erze. Były w tym czasie największymi zwierzętami - tzw. dinozaurami. Era mezozoiczna zaczęła się ok. 230 mln lat temu i trwała ok. 167 milionów lat. Nazywamy ją erą panowania gadów. Charakteryzowała się powstawaniem, różnicowaniem i wygaśnięciem wielu gadów. Żyjące w erze mezozoicznej gady zajęły wszystkie środowiska. Były: gady wodne - Mezosaurus, Ichtiosaurus, Mozosaurus gady lądowe: roślinożerne - Brontosaurus, Brachiosaurus mięsożerne - Tyranosaurus, Iguanodon gady latające - Pterodactylus, Pteranodon, Dimorphodon Dinozaury wyginęły pod koniec ery mezozoicznej. Naukowcy przedstawiają różne hipotezy tłumaczące śmierć tych zwierząt, np. uderzenie w naszą planetę wielkiego meteorytu, który spowodował śmierć wszystkich osobników o dużej masie ciała zmianę klimatu - lodowacenie powodujące wyniszczenie roślin (pokarmu dla roślinożerców i mięsożerców) były doskonale przystosowane do warunków środowiska; przy zmianie tych warunków nie umiały się przystosować i wyginęły.
W karbonie z najprymitywniejszych owodniowców niezależnie powstały synapsydy, w których czaszce występował jeden (dolny) otwór skroniowy za każdym okiem, oraz zauropsydy. Synapsydy były dominującą grupą kręgowców lądowych w okresie permu i na początku triasu; w erze mezozoicznej dały początek ssakom. Zauropsydy rozdzieliły się na dwie linie ewolucyjne: anapsydy, charakteryzujące się czaszką pozbawioną otworów skroniowych, oraz diapsydy. Wśród anapsydów pojawiły się m.in.:parejazaury, wymarłe na przełomie permu i triasu, oraz nadrodzina procolophonoidea wymarła pod koniec triasu. Z kolei diapsydy wykształciły czaszkę z dwoma parami otworów skroniowych (pary: dolna i górna). Dzięki obecności otworów skroniowych czaszka była lżejsza, a mięśnie miały więcej miejsca; w rezultacie szczęka stawała się silniejsza i bardziej ruchliwa. Diapsydy rozdzieliły się na kilka linii ewolucyjnych, w tym m.in. grupę Ichthyopterygia[5][6] (choć z analiz kladystycznych Mercka z 1997 r. oraz Modesto, Reisza i Scott z 2011 r. wynika, że Ichthyopterygia to bazalne archozauromorfy, zaś z analiz kladystycznych przeprowadzonych przez Maischa, 2010 wynika, że Ichthyopterygia mogły należeć do anapsydów oraz klad Sauria, obejmujący dwie główne linie: lepidozauromorfy, do których należą współczesne lepidozaury – węże, jaszczurki, amfisbeny i hatterie; większość autorów zalicza do tej grupy także wymarłe morskie zauropterygi (choć z analiz Mercka z 1997 r. oraz Modesto, Reisza i Scott z 2011 r. wynika, że zauropterygi są bazalnymi archozauromorfamiarchozauromorfy, obecnie reprezentowane tylko przez krokodyle i ptaki, ale wcześniej do tej grupy należały m.in.: pterozaury i dinozauryPrzedmiotem sporów pozostaje pozycja filogenetyczna żółwi. Tradycyjnie były one zaliczane do anapsydów i uznawane za potomków Procolophonoidea lub parejazaurów albo za takson siostrzany do enuozaura. Niektóre analizy filogenetyczne sugerują jednak, że w rzeczywistości są one diapsydami należącymi do kladu Sauria. Analizy wykorzystujące cechy morfologiczne wskazują na przynależność żółwi do lepidozauromorfów, generalnie sugerując bliskie pokrewieństwo z zauropterygami (choć w analizie Müllera, 2004 żółwie są bliżej spokrewnione z lepidozaurami niż z zauropterygami); większość analiz opierających się na badaniach genetycznych sugeruje przynależność żółwi do archozauromorfów, jednak z analizy Lysona i współpracowników (2011) wynika ich bliższe pokrewieństwo z lepidozaurami.
