Mặc dù ban đầu chỉ được biết đến từ kỷ Jura sớm ở miền nam châu Phi, nhưng Heterodontosauridae hiện được biết đến từ bốn lục địa. Thời kỳ đầu trong lịch sử dị hợp tử, siêu lục địa Pangea vẫn còn nguyên vẹn, cho phép họ này đạt được sự phân phối gần như trên toàn thế giới. Phần còn lại của Heterodontosauridae lâu đời nhất có thể là một mảnh hàm và răng bị cô lập từ hệ tầng Laguna Colorada của Argentina, xuất hiện từ kỉ Trias muộn. Những hóa thạch này có hình dạng tương tự như Heterodontosaurus, bao gồm một răng cưa với mặt cưa ở cả hai cạnh trước và sau, nhưng răng hàm trên cao không có cưa.  Irmis et al (2007) đã đồng ý rằng hóa thạch này đại diện cho một loại dị chất, nhưng tuyên bố rằng cần có nhiều hóa thạch hơn để xác định kĩ vì mẫu vật này được bảo quản kém. Nhưng Sereno (2012) chỉ tuyên bố rằng hóa thạch đó có thể là một chi thuộc bộ Khủng long hông chim. Olsen, Kent và Whiteside (2010) đã lưu ý rằng sự xác định thời gian của hệ tầng Laguna Colorada không rõ ràng và do đó, nó không được xác định một cách thuyết phục liệu Heterodontosaurus ở kỉ Trias hay Jura. Hệ động vật dị hợp tử đa dạng nhất đến từ kỷ Jura sớm ở miền nam châu Phi, nơi tìm thấy hóa thạch của Heterodontosaurus, Abrictosaurus, Lycorhinus và Geranosaurus.

Bắt đầu từ những năm 1970, rất nhiều hóa thạch được phát hiện từ hệ tầng Morrison gần Fruita, Colorado của Hoa Kỳ. Được mô tả trong bản in năm 2009, tài liệu này được đặt trong chi Fruitadens. Răng Heterodontosauridae thiếu phần cingulum cũng đã được mô tả từ sự hình thành kỷ Jura muộn và Creta sớm ở Tây Ban Nha và Bồ Đào Nha. Phần còn lại của Echinodon đã được thiết kế lại vào năm 2002, cho thấy nó có thể đại diện cho một chi Heterodontosauridae thể sống sót muộn từ giai đoạn Berriasian của kỷ Phấn trắng sớm ở miền Nam nước Anh. Dianchungosaurus từ kỷ Jura sớm ở Trung Quốc không còn được coi là một chi thuộc họ Heterodontosaurus; mặc dù một dạng ở châu Á còn tồn tại muộn được biết đến (Tianyulong).