La sous-classe des Elasmobranchii est largement considérée de nos jours comme le groupe frère de la sous-classe des Holocephali, bien que les poissons chiméroïdes aient été initialement classés comme élasmobranches avec les requins et les raies modernes. Bien que ce traitement systématique moderne reflète avec précision les relations phylogénétiques entre les taxons existants, la classification de nombreux chondrichtyens éteints non holocéphales ressemblant à des requins dans la catégorie des élasmobranches est remise en question. Une définition révisée, basée sur l’apomorphie, des élasmobranches est présentée, dans laquelle ils sont considérés comme l’équivalent des néosélaciens, c’est-à-dire un groupe monophylétique de requins et de raies modernes qui exclut non seulement tous les holocéphales à tige et à couronne, mais aussi de nombreux chondrichtyens paléozoïques ressemblant à des requins et même de proches parents éteints des néosélaciens tels que les hybodontes. Les archives fossiles des élasmobranches (c’est-à-dire des néosélaciens) sont passées en revue, en se concentrant non seulement sur les archives les plus anciennes, mais aussi sur leurs schémas de distribution ultérieurs. La valeur et les limites du registre fossile pour répondre aux questions sur la phylogénie des élasmobranches sont discutées. L’extinction est considérée comme un facteur majeur dans le façonnement de l’histoire des premiers élasmobranches, en particulier au cours du Trias. Les extinctions peuvent également avoir contribué à façonner la diversité moderne des lamniformes, malgré les incertitudes entourant les affinités phylogénétiques de clades supposés éteints tels que les cretoxyrhinidés, les anacoracidés et les odontidés. En dehors de ces exemples, et de l’extinction supposée au Crétacé des « sclerorhynchidés », l’évolution des élasmobranches depuis le Jurassique a surtout impliqué une diversification accrue (surtout au Crétacé). La répartition biogéographique des premiers élasmobranches peut être obscurcie par un biais d’échantillonnage, mais les premiers enregistrements de nombreux groupes sont situés dans le royaume téthysien. La dislocation du Gondwana, et en particulier l’ouverture de l’océan Atlantique Sud (ainsi que le développement de voies maritimes épicontinentales à travers le Brésil et l’Afrique au cours du Crétacé), a fourni des occasions répétées de dispersion à partir de la Téthys orientale (européenne) et occidentale (Caraïbes) dans les bassins océaniques nouvellement formés.