デイノテールの祖先と進化的関係は依然として不明瞭である。 歯の構造が似ていることから、毬藻類と関係があると考えられている。 また、他の長鼻類とは明らかに早い時期に分岐しています。 1970年代には、いくつかの研究者が彼らをProboscideaに別の順序で配置したが、現在ではこの見解は守られていない。

最も古いデイノテリアは漸新世後期のChilgatherium harrisiで、この種が知られている。 この化石はエチオピアのチルガ地区で発見された。 このことから、他の長鼻類と同様、アフリカで進化したことがわかる。 チルガテリウムは非常に小さく、大きな豚と小さなカバの中間くらいの大きさでした。

中新世初期には、デイノテリウムは小さな象くらいの大きさになり、ユーラシア大陸に移動していました。 中期中新世後期には、これらの控えめな大きさの長鼻類は、ユーラシア大陸全域ではるかに大きな形態に取って代わられました。 ヨーロッパでは、Prodeinotherium bavaricum が前期中新世の哺乳類化石帯 MN 4 に出現したが、中期中新世には Deinotherium giganteum にすぐに取って代わられた。 同様にアジアでは、Prodeinotherium がブグティ丘陵の初期中新世の地層から知られ、中新世のチンジ層まで続き、そこで D. indicum に置き換えられた。

これらの中新世のデイノテリウムは広く分散され巨大象サイズに進化したが、現代の（しかし小さな）Euelephantoidea ほど一般的ではない。 この時代の化石は、フランス、ドイツ、ギリシャ、マルタ、インド北部、パキスタンから知られています。 5601>

前期中新世の終わりにインドリコテレスが絶滅した後、デイノテレスは地球を歩く最大の動物であった（そして今もそうであり続けている）。 中新世後期は巨大獣の全盛期で、ヨーロッパのヴァレス紀やトゥロリアン紀の産地ではD. giganteumがよく見られた。 アフリカの前期中新世にそれなりにいたプロデイノテリウムは、後期中新世の初めに D. bozasi に引き継がれた。

トルコのカヤディビ遺跡にある中新世後期のシナプ層から出土したD. giganteumの化石は、Eppelsheim, Wissberg, Montredonなどの古い産地のものに比べて歯が大きく、時代とともに種が大きくなる傾向があることを示している。 これらの動物は、当時としては最大の動物であり、その巨大さによって捕食者や敵対する草食動物から守られていたのである。 最大のマンモスは更新世まで彼らに近づかなかった。

中新世の終わりとともに、デイノテリアの運勢は衰えた。 D. indicum は約 700 万年前に絶滅し、おそらく、以前にさらに巨大なインドリコテリウムを絶滅させたのと同じ気候変動のプロセスによって絶滅に追い込まれた。 ヨーロッパでは、D. giganteum は数は減少しているものの鮮新世中期まで存続し、最も新しい標本はルーマニアから出土した。

本来のアフリカの故郷では、デイノテリウムは鮮新世を通じて繁栄し続け、ヒト科動物の遺跡が発見されたいくつかのアフリカ遺跡で化石が発掘された。 最も若い標本は約100万年前（更新世初期）のケニアのカンジェラ層から出土したものである。 これほど成功した長寿の動物が絶滅した原因は不明だが、アフリカの他のメガファウナもこの時期に少数が絶滅した

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