Trias
Die ersten Fossilien von Tieren, die eindeutig als Schildkröten zu identifizieren sind, fand man ausschließlich in Mitteleuropa und datiert sie in das frühe Mesozoikum. Die Anordnung der Panzerschilde entsprach schon der rezenter Arten, jedoch waren die Rippen noch nicht verbunden und die Tiere hatten noch Zähne.

• Proganochelys †
• Protochersis †
  

Jura
Die Schildkröten, die ihre Zähne zu diesem Zeitpunkt verloren, eroberten die Meere und die Landmassen, die heute Nordamerika und Asien ausmachen.

• Thalassemydidae † Meeresschildkröten, wenigstens 11 Gattungen
• Aperotemporalidae † Meeresschildkröten
• Amphichelydiae † Süßwasserbewohner, Urahnen der Cryptodira
• Henodus †
  

Kreide
Meeresschildkröten erreichten mit 15 Gattungen ihre größte Vielfalt.

• Protostegidae †
  • Santanachelys gaffneyi †
  • Notochelone †
  • Desmatochelys †
  • Chelosphargis †
  • Protostega †
• Archelon †
• Meiolaniidae † gehörnte Schildkröten, die erst im Pleistozän ausstarben
  

Eozän
Es entstehen neue Schildkrötenarten, die die ökologischen Nischen ausgestorbener Arten füllen. Auch findet man die ersten Landschildkröten.

• Borkenia germanica † Sumpfschildkröte aus dem heutigen Europa
• Grayemys † Sumpfschildkröte aus dem heutigen Westasien
• Hokouchelys † Sumpfschildkröte aus dem heutigen Ostasien
• Palaeochelys † Mutmaßlich ein Vorläufer der heutigen Alte Welt-Sumpfschildkröten (Geoemydidae)
• Ptychogasteridae † Sumpfschildkröten
  • Echmatemys † Vorläufer der heutigen Neuwelt-Sumpfschildkröten (Emydidae), im Aussehen ähnlich den Schmuckschildkröten
    • Echmatemys septaris † ehemals auch Emys septaris
    • Echmatemys wyomingensis †
    • Echmatemys lativertebralis †
    • Echmatemys euthneta †
    • Echmatemys testudinea †
    • Echmatemys cibollensis †
  • Clemmydopsis †
  • Ptychogaster †
  • Hummelemys ambiqua †
  • Geiselemys ptychogastroides †
  • Geoemyda saxonica †

Oligozän

• Broilia †
• Stylemys †
• Sharemys † Sumpfschildkröte aus dem heutigen Ostasien

Miozän

• Hesperotestudo †

Pleistozän

• Geochelone cubensis † Riesenschildkröte
• Testudo atlas † auch Geochelone sivalensis oder Colossochelys atlas (größte Landschildkröte die je gelebt hat)
• Palagra-Schildkröte Dermochelys palagreae †