Ils appartenaient à une lignée évolutive plus primitive que les manchots modernes. Chez certains taxons au moins, l’aile, bien qu’ayant déjà perdu le plumage aviaire, ne s’était pas encore transformée en la nageoire semi-rigide que l’on trouve chez les espèces de manchots modernes : Si le cubitus et le radius étaient déjà aplatis pour augmenter la capacité de propulsion, les articulations du coude et du poignet conservaient encore un degré de flexibilité plus élevé que la structure plus rigide verrouillée que l’on trouve chez les genres modernes. Le déclin et la disparition éventuelle de cette sous-famille semblent être liés à une concurrence accrue lorsque des groupes de mammifères tels que les cétacés et les pinnipèdes se sont mieux adaptés à un mode de vie marin à l’Oligocène et au Miocène.
Les membres de cette sous-famille sont connus grâce à des fossiles trouvés en Nouvelle-Zélande, en Antarctique, en Amérique du Sud et peut-être en Australie, datant de l’Éocène moyen ou tardif à l’Oligocène tardif ; le genre australien du Miocène moyen Anthropodyptes est également souvent attribué à cette sous-famille, tout comme les autres genres de manchots primitifs, à l’exception de ceux de Patagonie. En effet, on a longtemps supposé que tous les manchots préhistoriques qui ne peuvent pas être assignés à des genres existants appartenaient à la Palaeeudyptinae ; cette opinion est généralement considérée comme obsolète aujourd’hui. Il est probable que certains des genres non attribués de Nouvelle-Zélande/Antarctique/Australie comme Delphinornis, Marambiornis et Mesetaornis appartiennent effectivement à cette sous-famille, mais il est tout aussi probable que d’autres, comme Duntroonornis et Korora, représentent une autre lignée, plus petite et peut-être un peu plus avancée.
La Palaeeudyptinae telle que définie à l’origine (Simpson, 1946) ne contenait que le genre homonyme, le reste étant placé dans les Anthropornithidae. L’arrangement suivi ici est basé sur la revue de Marples (1962) qui a synonymisé les deux, avec des mises à jour pour incorporer des découvertes plus actuelles.