Amfibienii sunt o clasă de animale care include broaște moderne, broaște râioase, salamandre, tritoni și cecilieni. Ei au evoluat pentru prima dată din pești cu aripioare lobe și tetrapode primitive cu aproximativ 340 de milioane de ani în urmă. Uneori, această dată este dată incorect ca acum 400 sau 380 de milioane de ani, dar fosilele nu au fost dezgropate din aceste perioade.
Cu aproximativ 380 de milioane de ani în urmă, în perioada Devoniană, unii pești au început să evolueze picioarele și degetele. Acești „tetrapodomorfi” timpurii nu aveau caracteristicile care definesc amfibienii, așa că sunt clasificați ca tetrapode bazale. Cu zeci de ani în urmă, ei au fost clasificați ca amfibieni, deși taxonomiștii și-au schimbat punctul de vedere asupra acestei chestiuni. Acesta este motivul pentru care originea acestei clase este uneori citată incorect ca acum 380 de milioane de ani.
Unele dintre cele mai vechi tetrapode includ Tiktaalik, printre cele mai vechi cu o structură a încheieturii mâinii, și Acanthostega, care avea opt cifre pe fiecare picior. Aceste specii timpurii ar fi fost în mare parte acvatice și și-ar fi folosit membrele pentru a naviga prin mlaștini, în loc să facă călătorii extinse pe uscat.
Între 380 și 360 de milioane de ani în urmă este o perioadă numită „decalajul lui Romer”, în care abia s-au găsit fosile de tetrapode, aruncând un nor de mister asupra evoluției primilor amfibieni din primele tetrapode bazale. Înainte de gol, nu sunt găsite fosile, iar prima fosilă de amfibieni cunoscută apare la scurt timp după decalaj. După decalaj, lumea era în perioada Carboniferului, unde nivelul mării era ridicat și coastele erau acoperite cu păduri și mlaștini inundate.
Primii amfibieni au fost temnospondilii, animale cu cap lung, cu un mers întins și un aspect distinctiv. Acestea au fost primele tetrapode cu adevărat terestre și s-ar fi mâncat prostesc consumând insecte care nu aveau adaptări specializate pentru a se apăra împotriva prădătorilor mari vertebrate. Tempnospondilii timpurii aveau dimensiunea peștilor mari, variind de la aproximativ 1.6 până la 5 picioare (0.5 până la 1.5 metri) în lungime. Cei mai devreme aveau picioarele stupefiate și probabil că nu se puteau mișca foarte repede.
De-a lungul perioadei Carboniferului, temnospondilii au crescut în dimensiune și diversitate până când au ocupat multe dintre nișele de prădător și erbivor pe care animalele terestre le exploatează astăzi. Până la sfârșitul Permianului, unii chiar au crescut până la 30 de picioare (9 m) în lungime și semănau cu crocodili. Acest animal, Prionosuchus este cel mai mare amfibian cunoscut. În Carbonifer, temnospondililor li s-au alăturat diversele, dar mai puțin numeroși lepospondili. Lisamfibienii, grupul care include toți amfibienii moderni și strămoșii lor comuni, a apărut acum aproximativ 300 de milioane de ani.