Hay evidencias que indican que las traqueofitas ancestrales porvienen de las primeras plantas terrestres. Las primeras embriófitas (plantas terrestres) eran muy simples y pequeñas. El linaje del cual vienen las traqueofitas era un tallo dicotómico del tamaño de un fósforo con el esporófito en las puntas de las ramas, sin hojas ni raíces. Se determino al revisar algunos fósiles que estas plantas no tenían células conductoras de agua en los xilemas y dependían completamente de la presión de la turgencia para erguirse.
Las relaciones filogenéticas entre las líneas de plantas vasculares vivientes, mostradas en la figura de la sección sistemática, muestran una división basal, que ocurrió en el Devónico temprano a medio (hace unos 400 millones de años), que separa al linaje de las lycophytas actuales del linaje de las eufilofitas actuales. Esta división está marcada por una considerable variedad de características morfológicas.
Las primeras plantas con semilla aparecieron en el Devónico tardío, y eso llevó a la típica flora del Mesozoico dominada por gimnospermas. Los fósiles más antiguos de angiospermas encontrados hasta la fecha datan aproximadamente de hace 140 millones de años (principios del Cretácico), y el número de especies encontrado aumenta de forma llamativa con el tiempo geológico, en comparación a otras plantas no angiospermas.
