Die ältesten fossilen Belege von Köcherfliegen stammen aus dem Unteren Perm. Darüber hinaus sind Vertreter dieser Familie weltweit in kreidezeitlichem und tertiärem Bernstein nicht selten. In Baltischem Bernstein machen Köcherfliegen mit mehr als 150 bestimmten Arten rund 5 % der gesamten fossilen Fauna aus. Insgesamt sind etwa 650 fossile Köcherfliegenarten beschrieben worden. Da einige wenige Köcherfliegen ähnlich beschuppte Flügel tragen wie Schmetterlinge, werden die beiden Ordnungen Lepidoptera und Trichoptera dem gemeinsamen Vorfahren Amphiesmenoptera zugeordnet.