Jedna gałąź ewoluowała w kierunku waleni, być może zaczęła się od prawalenia Pakicetus sprzed 52 milionów lat, oraz innych przodków waleni, znanych pod nazwą Archaeoceti, którzy ostatecznie przeszli wodną adaptację do niemal w całości wodnych waleni. thumb|left|Anthracotherium magnus, z oligocenu, przedstawiciel rodziny Anthracotheriidae wykazywały już podobieństwa do współczesnych hipopotamów.
Z kolei druga gałąź wyewoluowała w Anthracotheriidae, rodziny czworonogich zwierząt, której najwcześniejsi znani przedstawiciele pochodzą z środkowego eocenu. Były to zwierzęta podobne do chudych hipopotamów ze stosunkowo małymi i wąskimi głowami. Wszystkie gałęzie Anthracotheriidae, poza tą która wyewoluowała w kierunku hipopotamowatych, wyginęła bez pozostawienia jakichkolwiek potomków.
Możemy prześledzić powierzchownie ewolucję przodków hipopotamów od eocenu i oligocenu, (Anthracotherium i Elomeryx) po miocen (Merycopotamus i Libycosaurus). Merycopotamus, Libycosaurus i wszystkie Hippopotamidae można uznać za reprezentantów jednego kladu, przy czym Libycosaurus był bliżej spokrewniony z hipopotamami. Ich wspólny przodek mógł żyć w miocenie, około 20 milionów lat temu. Ostatni gatunek Anthracotheriidae wyginął w pliocenie.