Trias (vor 251–199,6 Millionen Jahren)
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.
Zu dieser Zeit lebende Schildkrötenarten:
- Proganochelys †
- Protochersis †
Jura (vor 199,6–145,5 Millionen Jahren)
Die Schildkröten, die ihre Zähne zu diesem Zeitpunkt verloren, eroberten die Meere und die Landmassen, die heute Nordamerika und Asien ausmachen.
Zu dieser Zeit lebende Schildkrötenarten:
- Thalassemydidae † Meeresschildkröten, wenigstens 11 Gattungen
- Aperotemporalidae † Meeresschildkröten
- Amphichelydiae † Süßwasserbewohner, Urahnen der Cryptodira
- Henodus†
Kreide (vor 145,5–65,5 Millionen Jahren)
Meeresschildkröten erreichten mit 15 Gattungen ihre größte Vielfalt.
Zu dieser Zeit lebende Schildkrötenarten:
- Protostegidae †
- Santanachelys gaffneyi †
- Notochelone †
- Desmatochelys †
- Chelosphargis †
- Protostega †
- Archelon †
- Meiolaniidae † gehörnte Schildkröten, die erst im Pleistozän ausstarben
Eozän (vor etwa 55,8–33,9 Millionen Jahren)
Es entstehen neue Schildkrötenarten, die die ökologischen Nischen ausgestorbener Arten füllen. Auch findet man die ersten Landschildkröten.
Zu dieser Zeit lebende Schildkrötenarten:
- 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 †
- Echmatemys † Vorläufer der heutigen Neuwelt-Sumpfschildkröten (Emydidae), im Aussehen ähnlich den Schmuckschildkröten
Oligozän (vor etwa 33,9-23,03 Millionen Jahren)
Zu dieser Zeit lebende Schildkrötenarten:
- Broilia †
- Stylemys †
- Sharemys † Sumpfschildkröte aus dem heutigen Ostasien
Miozän (vor etwa 23,03-5,332 Millionen Jahren)
Zu dieser Zeit lebende Schildkrötenarten:
- Hesperotestudo †
Pleistozän (vor etwa 2,588-0,0117 Millionen Jahren
Zu dieser Zeit lebende Schildkrötenarten:
- Geochelone cubensis † Riesenschildkröte
- Testudo atlas † (größte Landschildkrötenart, die jemals gelebt hat)
- Palagra-Schildkröte Dermochelys palagreae †