Rango estratigráfico de la clase Desmospongea
Los primeros representantes del grupo se remontan al Ediacárico. Ya en el Cámbrico inferior se produce la primera diversificación de los principales clados, y en los arrecifes de arqueociatos aparecen restos de diferentes tipos de espículas atribuidas a las desmosponjas. Los lithistidos representan la mayor parte del registro fósil, y fueron muy importantes durante el Paleozoico y Mesozoico, principalmente durante el Cretácico.