Alcanzaban tamaños de 4 a 18 metros por lo que cazaban presas grandes como peces, calamares, amonites, tiburones y otros reptiles marinos como ictiosaurios y plesiosaurios.

Fueron reemplazados a finales del Cretácico por depredadores más rápidos y mejor adaptados al medio como los mosasaurios. Estaban perfectamente adaptados a la vida del agua.

Algunos se podían sumergir hasta profundidades superiores a 300 metros.

 

Tenían el cuepo rollizo y la cabeza parecida a la de los cocodrilos.
Las aletas de los pliosaurios se hicieron más potentes durante el período Jurásico. Las especies posteriores tenían aletas posteriores más grandes y fuertes que los pliosaurios más primitivos.