在白堊紀以前的地層中，尚未發現切實可靠的被子植物化石，到瞭早白堊世晚期，才有它們的蹤跡。距今大約1.12～1.18億年的巴列姆期(Barremian)，英國和美國發現棒柱單溝粉、網面單溝粉和星紋單溝粉，美國加利福尼亞州有奧涅那果(Onoena california)。距今約1.06～1.12億年的亞普梯期(Aptian)，美國東部波托馬克(Potomac)群發現瞭一些葉化石，有羅格斯葉、山龍眼葉、榕葉和金合歡葉。距今今1～1.06億年的阿爾必期(Albian)，北美及不列顛哥倫比亞有桃金娘科的香桃木葉。棒柱單溝粉接近於金粟蘭科(Chloranthaceac)。
在晚白堊世時，距今0.94～1億年的賽諾曼期（Ce-nomanian)，世界各地出現瞭大量被子植物和花粉化石，有木蘭科、樟科、茶茱萸科、連香樹科、桑科、豆科、衛矛科、鼠李科、睡蓮科、槭樹科、夾竹桃科、漆樹科、冬青科、木棉科、忍冬科、木麻黃科、山茱萸科、柿科、山毛櫸科、金縷梅科、胡桃科、懸鈴木科、山龍眼科、薔薇科、蕓香科、楊柳科、無患子科、山欖科、梧桐科、榆科、椴樹科、杜鵑花科、馬兜鈴科、紫草科、白花菜科、防己科、西番蓮科、胡椒科、澤瀉科、天南星科、百合科、鳳梨科、薯蕷科、樺木科等化石相繼發現。距今0.65～0.94億年的土侖期(Turonian)－賽諾期（ Ce-nonian），出現瞭棕櫚科、大戟科、木樨科、蓼科、莎草科、紫茉莉科、柳葉菜科、番荔枝科、美人蕉科、十字花科和報春花科等化石。
到第三紀的古新世(距今約0.54～0.7億年)發現瞭小蘗科、龍膽科、鳶尾科、浮萍科、芭蕉科、眼子菜科、茜草科、安息香科、昆樹科、香蒲科、菊科、傘形科等。到瞭距今0.38～0.54億年的始新世，更出現瞭紅樹科、茄科、八角楓科、禾本科、石竹科和藜科等。而唇形科、菱科和帚燈草科到漸新世才出現。
根據植物化石的性狀，表明瞭出現於白堊紀和老第三紀的被子植物化石，有許多屬喬木類型，至漸新世時，草本植物逐漸增多，到第三紀末和第四紀，草本植物化石就更多瞭，尤其是花粉化石。
在早白堊世巴列姆期，被子植物化石僅見於南緯45°到北緯45°之間的地帶。到亞普梯期以後，被子植物化石就出現於南緯45°以南和北緯20°以北的地帶。到晚白堊世賽諾曼期，被子植物化石才出現於高緯度70°～80°的地帶。這種現象說明被子植物的發源地是熱帶。