Se ha recogido polen similar al de Didymeles, denominado Schizocolpus marlinensis, en formaciones del Paleoceno y del Eoceno del Océano Índico (Ninety East Ridge), de Australia, Nueva Zelanda y Nueva Caledonia, lo que indica una distribución de la familia mucho más amplia en tiempos pasados.
El polen fósil denominado Hexaporotricolpites podría pertenecer también a esta familia, ya que presenta una estructura similar, lo que permitiría hacer retroceder su existencia al Albiense de Gabón y Brasil.
Las didimeláceas son un grupo de angiospermas que se incluyen en el clado Eudicotiledóneas.
Una relación estrecha con las buxáceas, basada en la palinología, los estomas ciclocíticos, la nerviación foliar, la anatomía del tallo y los alcaloides particulares, además de los datos moleculares, ha sido reconocida por el APW (Angiosperm Phylogeny Website), que considera que constituyen una familia del Orden Buxales y son el grupo hermano de la familia buxáceas (cf.
Esto representa un ligero cambio con respecto al sistema APG, de 1998, que firmemente no reconocía esta familia.