Bitkilerin evrimsel tarihi çok uzun zaman önce başlar. Su yosunları muhtemelen bir milyar yıldan fazla bir süredir nemli topraklarda bulunmaktadır, ancak Plantae krallığında olduğu gibi bitkiler en erken 700 milyon yıl öncesine kadar ortaya çıkmamıştır. Bu rakam, bu süre boyunca fosil kanıtlarıyla desteklenmemesine rağmen, yeşil alglerden ayrılan kara bitkilerini öneren moleküler genetik analizden geliyor. Karadaki bitkilerin en eski evrimsel tarihi, yaklaşık 475 milyon yıl önce Ordovisyen döneminde, 500 milyon yıl önce Kambriyen döneminde Kambriyen döneminde bitki bulunduğundan kuşkulanmasına rağmen ortaya çıkmaktadır.
İlk kara bitkileri, günümüzde yosunlar, boynuzlar ve karaciğer suları tarafından temsil edilen vasküler olmayan briyofitlerdi. Dolaşım dokularına sahip olmayan bu bitkiler, 1 ila 100 mm (4 inç) kalınlığında oldukça kısaydı. Bu briyofitler, bitkilerin evrim tarihindeki temel grubu temsil ediyorlardı. Sadece tüm hücrelerin doğrudan suda kolayca alabildiği ve sporlarının kolayca dağılabildiği çok nemli bölgelerde yaşayabilirler. Koruyucu bir kaplama bulunmadığında, sporlar nispeten kırılgandır ve kurumaya (kurumaya) eğilimlidir. Bilim adamları, ilk toprak bitkilerinin, biyopolimer lignin içindeki atmosferden karbondioksiti siperleyerek hayvanlar tarafından toprağın kolonizasyonuna zemin hazırlamış olabileceğine inanmaktadır. Bu, atmosferin oksijen içeren kısmını arttırarak ilk karasal eklembacaklılar ve yumuşakçalar gibi oksijen solumalı hayvanlara daha uygun olmasını sağladı.
Yaklaşık 425 milyon yıl önce, ilk çatal bitkileri, basit çatallanma, sporangia (spor üreten yapı) gibi Cooksonia ve Avustralya’da bulunan alışılmadık derecede gelişmiş Baragwanathia’ya uçlu çıktı . Yavaş yavaş, bitkiler sadece birkaç santimetreden 20 santimetreye (8 inç) kadar büyüdü. Bu noktada, sporlar ana bitkiden çok uzak bir şekilde dağılmadığından, bitkiler esas olarak vejetatif büyüme yoluyla yayılır. Bitkilerin evrim tarihini inceleyen bilim adamları, hangi toprak bitkisinin gerçekte ilk olduğunu ve ekosisteminin neye benzediğini belirlemeye çalışırken işlerinde zordur.
Devoniyen boyunca (416 - 360 milyon yıl önce), bitkiler günümüzün dev eğrelti otları kadar büyüyecek şekilde artan bir şekilde büyüdü. Devoniyenin başlangıcında, bitkiler çoğunlukla vasküler değildi ve buna bağlı olarak küçülmüştü, ancak dönemin sonunda, büyük ormanlar oluşturan tohumlu bitkiler gelişmişti. Bu dönemde botanik çeşitliliğin patlaması “Devonian patlaması” olarak adlandırılmıştır. Bu arada balık denizleri yönetti.
Bitkilerin evrim tarihindeki bir sonraki büyük yenilik, Kretase döneminde, çiçekli bitkilerin (anjiyospermlerin) ilk ortaya çıktığı dönemde çok daha sonraydı. Arıları çekmek için çiçek kullanmak, daha sonra diğer bitkileri döllemek için devam ederdi, anjiyospermler genetik olarak çeşitliydi ve büyük bir evrimsel başarıydı. En yeni bitki çeşitlerinden biri, sadece 35 milyon yıl önce anjiyospermlerden gelişen çimlerdir.
