動物學史
獸腳亞目最原始的獸腳亞目恐龍是生活在三迭紀時期艾雷拉龍類（Herrerasaurids）。艾雷拉龍類的成員發現於巴西，阿根廷及北美洲，且很可能在三迭紀末期遍布整個超級古陸。其中最著名的就是發現於阿根廷的艾雷拉龍 （Herrerasaurus）。同其後出現的獸腳亞目恐龍一樣，艾雷拉龍的下頜具有折葉一樣的結構。這一結構很可能在在肉食恐龍進食大型獵物時起到吸收壓力的作用。雖然艾雷拉龍類生活在同期大型初龍類的陰影之中，但它們的身體結構表現了其後一億六千五百萬年內獸腳亞目的共同特徵：兩足行走，具有能抓握的手。艾雷拉龍類在分類學上的位置還存在爭議。一些的研究成果支持艾雷拉龍屬於原始獸腳亞目這一理論，但艾雷拉龍類缺少一些蜥腳類和真正的獸腳亞目共有的特徵，證明艾雷拉龍類在蜥腳類和獸腳亞目分裂之前就從蜥臀類中分支開來。
外形特徵
與人類、其他靈長目相比，獸腳亞目恐龍的前肢活動範圍不大，與大眾媒體與讀物中的形象相反。獸腳亞目與原蜥腳類恐龍無法前掌前後轉動它們的手掌，手掌只能朝下、或朝後。人類的橈骨與尺骨關節，允許他們隨意轉動手掌。在蜥臀目恐龍的肘部關節中，橈骨末端接至尺骨的溝，妨礙大範圍的動作。同樣地，其腕部關節的活動方向、活動範圍也有限。
某些物種的手掌與手指可以做出較靈活的動作，例如肉食龍下目的高棘龍、以及原始的艾雷拉龍下目、雙脊龍科。虛骨龍類的前肢開始出現功能的轉變，肩膀關節節相當靈活，可將前肢平舉；可飛行鳥類的前肢運動達到極限。但是，似鳥龍下目與馳龍科的手掌、手指較不靈活。手盜龍類（包含馳龍類）的手腕有半月形骨頭，使腕部關節相當靈活，可以做出類似鳥類的手掌收疊於前肢側的動作。
根據已發現的表皮痕跡，獸腳亞目恐龍的皮膚、覆蓋物相當多樣化。原始獸腳亞目恐龍具有小型、瘤狀鱗片。某些物種更具有由皮內成骨構成的大型鱗片，例如食肉牛龍。
獸腳亞目的有羽毛恐龍目前絕大多數都為虛骨龍類，只有斑龍超科的似松鼠龍和鯊齒龍科的昆卡獵龍目前被發現擁有羽毛。美頜龍科與原始暴龍超科具有原始羽毛，可能是構造簡易的中空細毛。鐮刀龍類的北票龍被發現有兩種型態的羽毛，分別是具有大型羽乾的羽毛，另一種則是結構簡單的原始羽毛。
棘龍和鯊齒龍大部分的有羽毛獸腳亞目恐龍，包含現代鳥類在內，部分身體仍保有鱗片。某些物種則同時保有鱗片、羽毛。擅攀鳥龍的基部尾巴仍保有爬行動物的鱗片。侏羅獵龍的尾巴基部與後肢，發現了鱗片痕跡，化石周圍則發現疑似原始羽毛的可疑痕跡。某些物種則全身幾乎覆蓋者羽毛，利如傷齒龍科的近鳥龍，其腳踝、腳掌也具有羽毛。
暴龍是大型的獸腳亞目恐龍，但棘龍的體型要比霸王龍還要大。根據棘龍的原始標本與2014年的新發現化石，也確鑿地證明了棘龍身長比暴龍長4.4米，而體重比暴龍重4噸多。若不計算鳥類，已知最小型的獸腳亞目恐龍是耀龍，成年耀龍的身長約25厘米，體重約164公克。
蠻龍生活在高緯度且靠近寒帶的北美洲的獸腳亞目恐龍，相比生活在其他洲（特別是亞洲和南美洲）的同一科親戚，身高普遍都很高大或者相比近親個子高大，比如霸王龍、蠻龍屬、懼龍屬、西雅茨龍屬、矮暴龍、艾伯塔龍等。而生活在南美洲的獸腳亞目恐龍，個子矮的則不乏少數（如爆誕龍、南方巨獸龍等）。
特暴龍意為"令人害怕的蜥蜴"，是種大型獸腳亞目恐龍，屬於暴龍超科。是霸王龍的遠親。特暴龍生存於晚白堊紀的亞洲的蒙古和中國，約7400萬年前到7000萬年前。特暴龍最長可達12米，最重7.5噸。特暴龍是種大型、二足掠食動物，重達數噸，擁有數十顆大型、銳利的牙齒。特暴龍的下頜有特殊的接合構造 。
生活習性
獸腳亞目的足跡長久以來，獸腳亞目恐龍被認為全是肉食性恐龍；實際上，獸腳亞目恐龍的食物來源相當多樣化。在19世紀到20世紀前半期，古生物學家根據銳利、有鋸齒邊緣的牙齒，推測它們擅於撕裂肉體。某些物種甚至被發現有獵食的習性，舉例而言，一個美頜龍標本的胃部發現一個蜥蜴化石，而一個迅猛龍標本則被發現正與原角龍發生打鬥。
第一群被確定不是肉食性的獸腳亞目恐龍是鐮刀龍超科（原名慢龍下目）。鐮刀龍類最初被認為屬於原蜥腳下目，具有小型頭部、喙狀嘴、針狀牙齒，是群草食性動物，其大型腹部可以容納較長的消化器官，詳細地消化植物纖維。直到近年，鐮刀龍類被發現是群高度特化的手盜龍類。近年的種系發生學研究也助於釐清不同食性的手盜龍類的演化關係。原始手盜龍類是雜食性動物，後來演化出不同的食性，鐮刀龍類、原始偷蛋龍類、少數鳥翼類演化成草食性動物，馳龍科演化成肉食性動物，阿瓦拉慈龍科、多數鳥翼類則是食蟲動物，而傷齒龍科、衍化的偷蛋龍類則屬於雜食性動物。除此之外，似鳥龍下目也是雜食性或草食性恐龍。重爪龍亞科科與某些獸腳亞目恐龍（例如惡龍）更特化成以魚類為主食。
下級分類
獸腳亞目 霸王龍圖獸腳亞目（Theropoda）
艾雷拉龍科（Herrerasauridae）
艾雷拉龍（Herrerasaurus）
南十字龍（Staurikosaurus）
始盜龍（Eoraptor）
新獸腳類（Neotheropoda）
角鼻龍下目（Ceratosauria）
腔骨龍超科（Ceolophysoidae）
雙棘龍（Dilophosaurus）
哥斯拉龍（Gojirasaurus）
腔骨龍科（Coelophysidae）
始美頜龍（Procompsognathus）
賽吉龍（Segisaurus）
腔骨龍亞科（Coelophysinae）
腔骨龍（Coelophysis）
併合踝龍（Syntarsus）
輕巧龍（Elaphrosaurus）[未確定]
新角鼻龍下目（Neoceratosauria）
阿貝力龍下目（Abelisauria）
阿貝力龍（Abelisaurus）
食肉牛龍（Carnotaurus）
獁君顱龍（Majungatholus）
勝王龍（Rajasaurus）
角鼻龍（Ceratosaurus）
堅尾龍次亞目（Tetanurae）
鳥獸腳類（Avetheropoda）
肉食龍類（Carnosauria）
單脊龍（Monolophosaurus）
冰脊龍（Cryolophosaurus）
異特龍超科（Allosauroidae）
中華盜龍科（Sinraptoridae）
中華盜龍（Sinraptor）
永川龍（Yangchuanosaurus）
躍龍科（Allosauridae）
高棘龍（Acrocanthosaurus）
躍龍亞科（Allosaurinae）
躍龍（Allosaurus）
鯊齒龍亞科（Carcharodontosaurinae）
鯊齒龍（Carcharodontosaurus）
南方巨獸龍（Giganotosaurus）
虛骨龍類（Coelurosauria）
美頜龍類（Compsognathidae）
嗜鳥龍（Ornitholestes）
虛骨龍（Coelurus）
三角洲馳龍（Delatadromeus）
傷龍（Dryptosaurus）
手盜龍形下目（Maniraptorifromes）
傷齒龍科（Troodontidae）
似鳥龍科（Ornithiomimidae）
似鵜鶘龍（Pelecanimimus）
暴龍類（Tyrannosauroidae）
手盜龍目（Maniraptora）
竊蛋龍下目（Oviraptorosauria）
鐮刀龍下目（Therizinosauria）
恐爪龍類（Deinonychosauria）
馳龍科（Dromaeosauridae）
恐爪龍（Deinonychus）
伶盜龍（Velociraptor）
阿瓦拉慈龍類（Alvarezsauridae）
單爪龍（Mononykus）[未確定]
蠻龍科（Torvosauridae）
巨齒龍（Megalosaurus）
蠻龍（Torvosaurus）
皮亞尼茲基龍（Piatnizkysaurus）
棘龍科（Spinosauridae）
棘龍（Spinosaurus）
似鱷龍（Suchomimus）
激龍（Irratator）
重爪龍（Baryonyx）
恐龍總目
| 界：動物界 Animalia | 門：脊索動物門 Chordata | 綱：蜥形綱 Sauropsida | 亞綱：雙孔亞綱 Diapsida | 下綱：主龍形下綱 Archosauromorpha | 總目：恐龍總目 Dinosauria Owen, 1842 | |
| 艾雷拉龍下目 Herrerasauria | |
| 獸腳亞目 Theropoda | 腔骨龍超科 Coelophysoidea | 角鼻龍下目 Ceratosauria | 堅尾龍類 Tetanurae |
| 蜥腳形亞目 Sauropodomorpha | 原蜥腳下目 Prosauropoda | 蜥腳下目 Sauropoda |
| 法布爾龍科 Fabrosauridae | |
| 裝甲亞目 Thyreophora | 腿龍科 Scelidosauridae | 劍龍下目 Stegosauria | 甲龍下目 Ankylosauria |
| 角足亞目 Cerapoda | 畸齒龍科 Heterodontosauridae | 鳥腳下目 Ornithopoda | 頭飾龍類 Marginocephalia |
