Obecnie jednak uważa się, że tradycyjnie definiowane „kotylozaury” były sztuczną, parafiletyczną grupą obejmującą różne daleko spokrewnione grupy czworonogów.
Na początku późnego karbonu z labiryntodontów powstały pierwsze prymitywne, niewielkie gady, określane jako kotylozaury, które bardzo szybko stały się liczne i zróżnicowane.
W dodatku tak definiowane kotylozaury były grupą parafiletyczną, gdyż nie obejmowały bardziej zaawansowanych ewolucyjnie owodniowców, które miały od nich pochodzić.
