A ancestralidade e as relações evolutivas das outras pessoas permanecem obscuras. Pensa-se que elas estão relacionadas com as bariáteras, devido às semelhanças na estrutura dos dentes. Eles divergiram claramente do resto dos proboscidianos em uma data muito precoce. Nos anos 70, vários pesquisadores os colocaram em uma ordem separada da Proboscidea, mas esta visão não é seguida atualmente.

O deinothere mais antigo conhecido é o Chilgatherium harrisi do falecido Oligocene. Os seus restos fósseis foram encontrados no distrito de Chilga, na Etiópia (daí o nome). Isto indica que, como outros probóscopos, as deinotermas evoluíram na África. Chilgatherium era bastante pequeno, a meio caminho entre um porco grande e um hipopótamo pequeno em tamanho.

No início do Mioceno, as deinoteras tinham crescido até ao tamanho de um pequeno elefante, e tinham migrado para a Eurásia. Várias espécies são conhecidas, todas pertencentes ao gênero Prodeinotherium.

Durante o Mioceno médio tardio, estes probóstocenos, vistos de forma modesta, foram substituídos por formas muito maiores em toda a Eurásia. Na Europa, o Prodeinotherium bavaricum apareceu na zona faunal MN 4 dos primeiros mamíferos do Mioceno, mas foi logo substituído pelo Deinotherium giganteum no Mioceno médio. Da mesma forma na Ásia, o Prodeinotherium é conhecido dos primeiros estratos do Mioceno nas colinas de Bugti, e continuou na formação do Mioceno Chinji médio, onde foi substituído por D. indicum.

Embora estas deinoteras do Mioceno estivessem dispersas amplamente e evoluíssem para um enorme tamanho de elefante, não eram tão comuns como a Euelephantoidea contemporânea (mas mais pequena). Os restos fósseis desta época são conhecidos da França, Alemanha, Grécia, Malta, e do norte da Índia e Paquistão. Estes consistem principalmente de dentes e ossos do crânio.

Após a extinção das indricotrizes no final do Mioceno precoce, as deinotrizes foram (e permaneceram) os maiores animais a caminhar na Terra.

O Mioceno tardio foi o apogeu das deinotrizes gigantes. D. giganteum era comum nas localidades Vallesianas e Turolianas na Europa. O Prodeinotherium, que era razoavelmente bem representado no início do Mioceno da África, foi sucedido por D. bozasi no início do falecido Mioceno. E na Ásia, D. indicum foi mais comum na Formação Dhok Pathan do Mioceno tardio.

Dentes fósseis de D. giganteum, da Formação Sinap do Mioceno tardio no local turco de Kayadibi são maiores que os de localidades mais antigas, como Eppelsheim, Wissberg, e Montredon, indicando uma tendência para o aumento do tamanho dos membros da espécie ao longo do tempo. Estes foram os maiores animais da sua época, protegidos tanto de predadores como de herbívoros rivais em virtude da sua enorme massa. Os maiores mamutes não se aproximaram deles em tamanho até o Pleistoceno.

Com o fim do Mioceno, as fortunas deinothere declinaram. D. indicum morreu há cerca de 7 milhões de anos, possivelmente levado à extinção pelo mesmo processo de mudança climática que anteriormente tinha eliminado o ainda mais enorme Indricotério. Enquanto na Europa, D. giganteum continuou, embora com números decrescentes, até o Plioceno médio; o espécime mais recente é da Romênia.

Na sua pátria africana original, Deinotherium continuou a florescer em todo o Plioceno, e fósseis foram descobertos em vários dos locais africanos onde também foram encontrados restos de hominídeos.

A última espécie deinothere a ser extinta foi D. bozasi. Os espécimes mais jovens conhecidos são da Formação de Kanjera, Quênia, cerca de 1 milhão de anos atrás (início do Pleistoceno). As causas da extinção de um animal tão bem sucedido e de vida longa não são conhecidas, embora um pequeno número de outras espécies de megafauna africana também tenha morrido nesta época.