Le plus ancien fossile d'amphibien australien connu est Vieraella herbsti ; l'espèce vivait avant la séparation du supercontinent Pangée en Gondwana et Laurasia il y a 180 Ma. Les fossiles de cette espèce sont datés de 188 à 213 Ma et sont présents sur plusieurs continents actuels, confirmant la théorie de la dérive des continents.
Certaines familles d'espèces sont restées très proches, en dépit de l'éloignement des continents. Ainsi la famille de grenouilles terrestres sud-américaine des Leptodactylidae est relativement proche de celle sud-africaine des Heleophrynidae, et de la famille australienne des Myobatrachidae.
Alors que les données suggèrent que les Hylidae, des grenouilles arboricoles, sont originaires de l'Amérique du Sud, on pense qu'elles ont émigré en Australie via l'Antarctique. Les similitudes des mélanosomes entre les espèces des genres Litoria et Phyllomedusa laissent penser à une origine commune récente alors que les indices immunologiques démontreraient une origine ancienne.
La famille indienne et sychelloise des Sooglossidae est considérée comme proche de la famille australienne des Myobatrachidae. Les Sooglossidae étant plus étroitement proches des Myobatrachidae que des familles africaines ou sud-américaines. Ce qui est logique puisque, l'Inde, Madagascar et les Seychelles se sont séparés du Gondwana il y a approximativement 130 Ma.
Les principales masses continentales constituées par l'île Australie et la Nouvelle-Guinée sont restées, sauf exception, séparées par des mers, rendant la migration des espèces impossible. Cependant, au cours de certaines périodes glaciaires, comme il y a 10 000 ans, la circulation de la faune a été possible entre ces masses. Ceci fut aussi possible avec l'Eurasie, par exemple durant la glaciation de Würm. Ainsi il est probable que Litoria caerulea ait migré d'Australie en Nouvelle-Guinée du fait de sa large distribution géographique en Australie et très sectorisée en Nouvelle Guinée. Même chose pour les espèces du genre Nyctimystes et pour les familles des Microhylidae et des Ranidae, qui, très présentes dans l'hémisphère nord, n'occupent que l'extrême nord australien. Deux espèces sur cinquante neuf pour des Microhylidae, et seulement une sur sept cent cinquante des Ranidae sont considérées comme indigènes en Australie. Lorsqu'elles ont pu s'établir, la plupart des niches écologiques étaient occupées par des amphibiens locaux.
