肉鳍鱼最早出现在距今4.23亿年前的志留纪的晚期。大部分于距今6500万年前的[[晚白垩纪]]灭绝。其中的腔棘鱼曾被认为已完全灭绝，直到1938年才在[[非洲]]东南海域深海捕捉到活体，之后并在[[印度]]等地区多次被发现而证实仍然存活于深海中。目前仅存的[[矛尾鱼]]，被认为是鱼类中的[[活化石]] <ref>[http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2016/6/347939.shtm 中国科学家有望揭开肉鳍鱼类演化之谜]，科学网，2016-06-05</ref> 。

硬骨鱼类是脊椎动物演化的主干，分为肉鳍鱼类和辐鳍鱼类两大支系。有研究表明，包括[[人类]]在内的陆生脊椎动物（即四足动物）有可能是在大约3.6亿年前从肉鳍鱼类中的蝶柱鱼演化而来 <ref>[http://news.sohu.com/20060506/n243120955.shtml 中国是肉鳍鱼类起源中心]，搜狐，2006-05-06</ref> 。

大多数的肉鳍鱼均已绝种，目前已知体型最大的肉鳍鱼为石炭纪时期苏格兰的希氏根齿鱼，体长可超过7米（23英尺）。体型最大的腔棘鱼为西印度洋矛尾鱼 <ref>[https://www.sohu.com/a/161481408_740029 【知海】矛尾鱼：活了4亿年的“活化石”] ，搜狐，2017-08-01</ref> ，体长可达 2米（6英尺7英寸），体重可达110千克（240磅）；体型最大的肺鱼为非洲肺鱼科，体长同样可达 2米（6英尺7英寸），重量可以达到 50千克（110磅）。

[[肺鱼四足纲]] Dipnotetrapodomorpha（扇鳍纲 Rhipidistia）分为[[肺鱼亚纲]]和[[四足形亚纲]]两类 <ref>[http://www.sohu.com/a/339851522_612623 4亿年前它们与人类祖先争斗，如今却变成了非洲老哥的盘中餐] ，搜狐，2019-09-09</ref> 。