มีการแผ่รังสีของแมลงขนาดใหญ่ 4 ชนิด ได้แก่แมลงปีกแข็ง (เมื่อประมาณ 300 ล้านปีก่อน) แมลงวัน (เมื่อประมาณ 250 ล้านปีก่อน) แมลงเม่าและตัวต่อ (ทั้งคู่เมื่อประมาณ 150 ล้านปีก่อน) ทั้งสี่กลุ่มนี้อธิบายถึงสปีชีส์ส่วนใหญ่ที่อธิบายไว้ ต้นกำเนิดของการบินของแมลงยังไม่ชัดเจน เนื่องจากแมลงมีปีกยุคแรกสุดที่รู้จักกันในปัจจุบันดูเหมือนจะบินได้ แมลงที่สูญพันธุ์ไปแล้วบางชนิดมีปีกเล็กอีกคู่หนึ่งติดอยู่ที่ปล้องแรกของทรวงอก รวมเป็นสามคู่ ในปี 2009 ไม่มีหลักฐานใดบ่งชี้ว่าแมลงเหล่านี้เป็นสัตว์กลุ่มที่ประสบความสำเร็จเป็นพิเศษก่อนที่พวกมันจะวิวัฒนาการจนมีปีก คำสั่งแมลง ในยุคคาร์บอนิเฟอรัสตอนปลายและยุคเพอร์เมียนตอนต้นมีทั้งกลุ่มที่ยังหลงเหลืออยู่ กลุ่มต้นกำเนิดของพวกมัน และ กลุ่มพาลีโอโซอิกจำนวนหนึ่ง ซึ่งปัจจุบันสูญพันธุ์ไปแล้ว ในยุคนี้ รูปร่างคล้าย แมลง ปอยักษ์บางชนิดมีปีกกว้างถึง 55 ถึง 70 ซม. (22 ถึง 28 นิ้ว) ทำให้พวกมันมีขนาดใหญ่กว่าแมลงที่มีชีวิต ความใหญ่โตนี้อาจเกิดจาก ระดับ ออกซิเจนในบรรยากาศ ที่สูงขึ้น ซึ่งทำให้ประสิทธิภาพการหายใจเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับปัจจุบัน การไม่มีสัตว์มีกระดูกสันหลังที่บินได้อาจเป็นอีกปัจจัยหนึ่ง คำสั่งของแมลงที่สูญพันธุ์ส่วนใหญ่เกิดขึ้นในช่วงยุคเพอร์เมียนซึ่งเริ่มขึ้นเมื่อประมาณ 270 ล้านปีที่แล้ว กลุ่มแรก ๆ หลายกลุ่มสูญพันธุ์ในช่วงเหตุการณ์การสูญพันธุ์ของ Permian-Triassicการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์โลกเมื่อประมาณ 252 ล้านปีก่อน ในปี 2551 นักวิจัยที่มหาวิทยาลัยทัฟส์ได้เปิดเผยสิ่งที่พวกเขาเชื่อว่าเป็นภาพแมลงบินดึกดำบรรพ์ทั้งตัวที่เก่าแก่ที่สุดเท่าที่รู้จัก ซึ่งเป็นตัวอย่างอายุ 300 ล้านปีจากยุคคาร์บอนิเฟอรัส ซากดึกดำบรรพ์แมลงที่ เก่าแก่ที่สุดได้รับการพิจารณาว่าเป็นDevonian Rhyniognatha hirsti จาก Rhynie chertอายุ 396 ล้านปี อย่างไรก็ตาม การวิเคราะห์อื่น ๆ ได้โต้แย้งตำแหน่งนี้ โดยพบว่ามันน่าจะเป็น myriapod มากกว่า