Tienen una cabeza grande, con una boca amplia y fosas nasales situadas en lo alto del hocico.Los dientes postcaninos son grandes y complejos, adecuados para masticar la materia vegetal que conforma su dieta.[3][5] Este hipotético grupo ancestral probablemente se dividió en dos ramas hace aproximadamente 54 millones de años.[2] Una rama evolucionaría en los cetáceos, comenzando posiblemente hace aproximadamente 52 millones de años con la protoballena Pakicetus y otros antepasados tempranos de las ballenas conocidos colectivamente como Archaeoceti, que finalmente experimentaron una adaptación hacia los completamente acuáticos cetáceos.[7] La otra rama se convertiría en los antracotéridos, una gran familia de bestias cuadrúpedas, la más temprana de las que en el Eoceno tardío se habría parecido a hipopótamos más delgados y con cabezas comparativamente pequeñas y estrechas.Todas las ramas de los antracotéridos, salvo la que evolucionó en los hipopotámidos, se extinguieron durante el Plioceno sin dejar descendencia.Los taxonomistas discrepan si el hipopótamo pigmeo moderno es miembro de Hexaprotodon (un género aparentemente parafilético que también abarca a muchos hipopótamos asiáticos extintos que está más estrechamente relacionado Hippopotamus o Choeropsis) un género más antiguo y basal.
