ในกลุ่มสัตว์มีกระดูกสันหลังหลายกลุ่ม เช่น ปลา และสัตว์เลื้อยคลานนั้น กะโหลกและกรามล่างของสัตว์ที่มีกระดูกสันหลังจะประกอบด้วยกระดูกจำนวนมาก เช่น บรรพบุรุษยุคแรกสุดของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมยุคปัจจุบัน เมื่อ 300 ล้านปีที่แล้ว อย่างไรก็ตาม ในช่วงวิวัฒนาการของสัตว์มีกระดูกสันหลัง กระดูกกะโหลกศีรษะมีการลดขนาดอย่างต่อเนื่อง เห็นได้จากในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมยุคแรกเมื่อราว 150–100 ล้านปีก่อน