Семейство Thylacosmilidae включало в себя 3 известных науке рода – Priscileo, Wakaleo и Thylacoleo, который включал в себя самых поздних и совершенных сумчатых львов.
Priscileo – наиболее древний род сумчатых львов, который существовал с олигоцена по миоцен. Известно два вида - Priscileo pitikantensis и Priscileo roskellyae. Это были мелкие хищники, размером примерно с поссума.
Сумчатые львы рода Wakaleo обитали в Австралии в миоценовую эпоху. Эти хищники были размером примерно со среднюю собаку. Wakaleo vanderleuri обитал в среднем и позднем миоцене (16-10 миллионов лет назад). С длиной туловища около 80-ти см это был крупнейший млекопитающий хищник Австралии своего времени. Другие известные виды Wakaleo - Wakaleo oldfield и Wakaleo alcootaensis.
Род Thylacoleo, как уже упоминалось выше, включал в себя наиболее прогрессивных представителей своего семейства. Это были крупные и успешые хищники, обитающие в Австралии с позднего плиоцена по поздний плейстоцен, то есть приблизительно с 2-х миллионов лет назад по 30 тысяч лет назад. Последний из сумчатых львов, Thylacoleo carnifex, был размером с крупного ягуара. Это был самый могучий и совершенный сумчатый хищник когда-либо обитавший на нашей планете. Помимо данного вида известны также более ранние Thylacoleo hilli и Thylacoleo crassidentatus.