De todos los grupos de Terópodos, los Coelosaurios eran por lejos los más diversos. Algunas clases de coelosaurios que florecieron durante el Cretáceo fueron los Tiranosáuridos (incluyendo al Tiranosaurius), los Dromeosáuridos (incluyendo al Velociraptor y al Deinonicus, que son extremadamente parecidas en forma sl ave más antigua de las conocidas hasta el momento, la Arcaeopterix), los Troodóntidos y los Oviraptorosaurios, los Ornitomimosaurios, los herbívoros de garras gigantes Terizinosaurios y las aves, que son el único linaje que sobrevivió a la extinción masiva del Cretáceo. Aunque las raíces de estos grupos deben haberse originado en el final o quizás en el Jurásico Medio, se volvieron abundantes durante el Cretáceo temprano. Algunos paleontólogos, como Gregory S. Paul, han sugerido que algunos de estos terópodos avanzados en realidad descendían de dinosaurios voladores o Arcaeopterix que perdieron su habilidad para volar y regresaron al hábitat terrestre.