Tarih öncesi çağlarda yaşayan birçok dev timsah ve timsah arasında en büyüğü 112 milyon yıl önce yaşayan modern timsahın uzak bir akrabası olan Sarcosuchus olabilir. Tam bir iskelet olmasa da Varsa, sağlam Sarcosuchus kafataslarına dayanan tahminler, bireylerin toplam 36-39 feet uzunluğa kadar büyüdüğünü ve 18.000 pound ağırlığında olduğunu göstermektedir.
Timsahlar, dinozorlar ve pterosaurlar ile birlikte, Paleozoik Çağın sonunda Dünya'ya egemen olan bir grup sürüngen olan archoursanların soyundan geliyorlardı. Modern sürüngenler arasında timsahlar ve timsahlar tarih öncesi atalarından en az değişmiş olabilir. Çenelerinin şekli ve kasları ve göreceli olarak yayılmış bacakları ile karakterize edildiler. Bununla birlikte, tarih öncesi timsahların çeşitliliği modern türleri çok aşmaktadır. En eski gerçek timsahlar küçük, iki bacaklı sprinterlerdi. Bazı erken timsahlarda zırh plakaları, bazılarında boynuzlar vardı. Diğerleri otobur bile olmuş olabilir. Jurassic döneminin başlarında, timsahlar çoğunlukla uzun, aerodinamik gövdeleri, küçük yayvan bacakları ve dar, güçlü çeneleri olan suda yaşayan hayvanlar olmuştu. Modern torunları gibi, bu eski timsahların çoğu da büyük olasılıkla çok yakışmış hayvanları beklemek için yalan söyleyerek besleniyorlardı. Bu Jurassic timsahlar ve modern çeşitlilik arasındaki en büyük fark, tarih öncesi hayvanların olağanüstü boyutudur. En büyük modern tuzlu su timsahları, tahmini Sarcosuchus uzunluğunun yarısından azdır. Dinozorların yanı sıra, büyük tarih öncesi timsahlar, 65 milyon yıl önce kitlesel bir tükenme içerisinde öldü.
