Nhón thân cây của họ Arecaceae có niên đại tới khoảng 120 triệu năm trước (Ma), sự phân nhánh trong nhóm chỏm cây khoảng 110 Ma (theo Janssen & Bremer 2004), hoặc có niên đại tương ứng là 99-91 Ma và 73-63 Ma (theo Wikström và ctv. 2001). Magallón và Castillo (2009) ước tính niên đại khoảng 128 và 115 Ma cho nhóm thân cây của bộ Arecales. Các dữ liệu hóa thạch của họ này có thể có niên đại tới 93 Ma (Pan và ctv. 2006; Harley 2006). Các dữ liệu thu thập (lá, thân, quả) từ các lớp đá tại Texas có niên đại thuộc kỷ Creta-tầng Champagne (khoảng 77 Ma) đã được xác định là thuộc về chi Sabal; những con khủng long non trẻ có thể đã ăn quả của chúng (Manchester và ctv. 2010a).

Các loại lá, phấn hoa và/hoặc gỗ cọ là khá phổ biến và phân bố rộng vào cuối kỷ Creta lhi nhiệt độ toàn cầu là ấm áp hơn (Burnham & Johnson 2004), thậm chí có cả ở châu Phi và Ấn Độ, những nơi mà ngày nay họ này không được đa dạng cho lắm; tại châu Phi các loài cọ đã trở nên ít phổ biến hơn vào đầu kỷ đệ Tam và một lần nữa vào cuối thế Eocen, khoảng 34 Ma (Pan và ctvl. 2006; Harley 2006 để có tổng quan về các hồ sơ hóa thạch). Có lẽ các loài cọ hiện nay rất dễ bị tổn thương trước băng giá, phần lớn chỉ có một lớp mô phân sinh sinh dưỡng duy nhất không có khả năng sinh ra các mô phân sinh thay thế nếu như những mô này bị chết. Thông thường chúng được tìm thấy tại những nơi có nhiệt độ trung bình năm cao hơn 10 °C, nhiệt độ trung bình trong các tháng lạnh nhất trên 5 °C và nhiệt độ thấp nhất không dưới -10 °C (Greenwood & Wing 1995). Ít nhất thì sự đa dạng và sự đa dạng hóa của chúng tại Tân thế giới từng liên quan tới tính bền vững ổn định của các khu vực tương đối ấm và ẩm mà chúng ưa thích (Svenning và ctv. 2008).Mặc cho kích thước của cây và quả, sự phát tán chứ không phải là sự chia tách do các cản trở tự nhiên ngày càng được viện dẫn nhiều hơn để giải thích các khía cạnh trong sự phân bố hiện tại của họ này. Các hóa thạch thuộc chi Nypa rất khác biệt được biết đến từ đầu kỷ đệ Tam khi chi này dường như đã có sự phân bố khắp thế giới (nhiều hay ít); các hóa thạch được tìm thấy tại Tasmania, Anh (hệ thực vật đất sét London), v.v. (Plaziat và ctv. 2001. Để hiểu thêm về sự tiến hóa của môi trường sống kiểu đước (ngập nước mặn), xem bài về họ Rhizophoraceae; tuy nhiên các loài Nypa ưa thích môi trường ít mặn hơn so với nhiều loài đước, và được tìm thấy dọc theo các con sông cho tới giới hạn của khu vực chịu ảnh hưởng của thủy triều). Sự phân bố rải rác và dường như thuộc về đại lục Gondwana cổ đại của phân họ Ceroxyloideae có lẽ được giải thích tốt nhất nhờ vài sự kiện phát tán liên đại dương vào giữa kỷ đệ Tam (Trénel và ctv. 2007), trong khi các loài thuộc chi Hyophorbe (Arecoideae-Chamaedoreeae) bị đứt đoạn trên quần đảo Mascarene, và chi này có thể đã phân tỏa trên các hòn đảo hiện nay đang nằm dưới mặt đại dương, bằng những "bước nhảy ngắn" từ đảo này qua đảo khác (Cuenca và ctv. 2007); một vài loài thuộc các họ Myrtaceae, Begoniaceae và Sapotaceae có thể thể hiện hành vi "nhảy lò cò" trên đảo tương tự như thế. Roncal và ctv. (2008) khảo sát tỉ mỉ địa sinh học của các loài cọ tại khu vực Antilles.