Deinotheres-heimojen syntyperä ja evolutiiviset sukulaisuussuhteet ovat edelleen hämärän peitossa. Niiden uskotaan olevan sukua barytheroille hampaiden rakenteen samankaltaisuuden vuoksi. Ne erosivat selvästi muista proboskidealaisista hyvin varhain. Useat tutkijat asettivat ne 1970-luvulla erilliseen järjestykseen Proboscidean kanssa, mutta tätä näkemystä ei nykyään noudateta.

Vanhin tunnettu deinothere on Chilgatherium harrisi myöhäisligoseenistä. Sen fossiiliset jäännökset on löydetty Chilgan piirikunnasta Etiopiasta (siitä nimi). Tämä viittaa siihen, että muiden sorkkaeläinten tavoin deinotereot ovat kehittyneet Afrikassa. Chilgatherium oli melko pieni, kooltaan suunnilleen suuren sian ja pienen virtahevon puolivälissä.

Mioseenin alkuun mennessä deinotheres oli kasvanut pienen norsun kokoiseksi ja vaeltanut Euraasiaan. Tunnetaan useita lajeja, jotka kaikki kuuluvat Prodeinotherium-sukuun.

Mioseenin loppupuolella nämä vaatimattoman kokoiset proboskideat korvautuivat kaikkialla Euraasiassa paljon suuremmilla muodoilla. Euroopassa Prodeinotherium bavaricum esiintyi varhaismioenin nisäkäsfaunavyöhykkeellä MN 4, mutta sen korvasi pian Deinotherium giganteum keskimioenissa. Samoin Aasiassa Prodeinotherium tunnetaan Bugti Hillsin varhaismioenin kerrostumista, ja se jatkui keskimioenin Chinji-muodostumaan, jossa se korvattiin D. indicumilla.

Vaikka nämä mioenin ajan deinotheriumit levittäytyivät laajalle ja kehittyivät valtaviksi norsuiksi, ne eivät olleet yhtä yleisiä kuin nykyaikaiset (mutta pienemmät) Euelephantoideat. Tämän ikäisiä fossiilisia jäänteitä tunnetaan Ranskasta, Saksasta, Kreikasta, Maltalta sekä Pohjois-Intiasta ja Pakistanista. Ne koostuvat pääasiassa hampaista ja kallon luista.

Mioseenin alun lopulla tapahtuneen indricotheresien sukupuuttoon kuolemisen jälkeen deinotheresit olivat (ja pysyivät) suurimpia maapallolla käveleviä eläimiä.

Mioseenin loppupuoli oli jättimäisten deinotheresien kukoistuskausi. D. giganteum oli yleinen Valles- ja Turolian-löydöksistä Euroopassa. Prodeinotherium, joka oli kohtuullisen hyvin edustettuna Afrikan varhaismioenissa, seurasi D. bozasi myöhäismioenin alussa. Ja Aasiassa D. indicum oli yleisimmillään myöhäismioenin Dhok Pathan -muodostumassa.

Turkkilaisen Kayadibin myöhäismioenin Sinapin muodostuman myöhäismioenin fossiiliset D. giganteum -hampaat turkkilaiselta Kayadibi-paikalta ovat suurempia kuin vanhemmilta löytöpaikoilta, kuten Eppelsheimista, Wissbergistä ja Montredonista saadut hampaat, mikä viittaa lajin jäsenten koon kasvuun ajan kuluessa. Ne olivat aikansa suurimpia eläimiä, jotka olivat valtavan massansa ansiosta suojassa sekä saalistajilta että kilpailevilta kasvinsyöjiltä. Suurimmat mammutit lähestyivät niitä kooltaan vasta pleistoseenin aikana.

Mioseenin lopulla deinottien onni heikkeni. D. indicum kuoli sukupuuttoon noin 7 miljoonaa vuotta sitten, mahdollisesti saman ilmastonmuutosprosessin ajamana, joka oli aiemmin hävittänyt vielä valtavamman Indricotheriumin. Euroopassa D. giganteum säilyi, vaikkakin vähenevin määrin, plioseenin keskivaiheille asti; viimeisin yksilö on peräisin Romaniasta.

Alkuperäisellä kotiseudullaan Afrikassa Deinotherium jatkoi kukoistustaan koko plioseenin ajan, ja fossiileja on löydetty useilta afrikkalaisilta löytöpaikoilta, joilta on löydetty myös hominidien jäännöksiä.

Viimeinen sukupuuttoon kuollut deinotherium-lajin laji oli D. bozasi. Nuorimmat tunnetut yksilöt ovat peräisin Kenian Kanjera-muodostumasta noin miljoona vuotta sitten (varhaispleistoseeni). Syitä näin menestyksekkään ja pitkäikäisen eläimen sukupuuttoon kuolemiseen ei tiedetä, vaikka pieni määrä muitakin Afrikan megaeläinlajeja kuoli sukupuuttoon samaan aikaan.