大约在800万年前，北太平洋海域出现的海狮科动物体型已经变得比较大，雌雄之间在体型上也明显不同，雄性比雌性大。除此之外，鳍肢的骨头和每颗切齿都保留了“双根”与颌骨相连，这些特征在雌雄两性上稍有不同，而且现代海狮也有这些特征。大约在600万年前，北海狗从海狮科主干上分化出来，之后不久就向南进入到了南半球。现在还没有证据表明曾经有任何一种海狮科动物跟着其他早期的鳍足目动物从中美水道进入北大西洋。
从600万年前到200万或300万年前的这一段时间里，海狮科动物的“主干”上几乎没有出现什么分化，那时的海狮科主干物种与现代的南海狗物种几乎相同。但是在200万年前，它们体型增大的趋势突然加快，切齿也发展成“单根”，种属出现分化。在最近的300万年内，现存5个属的海狮从海狗亚科的主干上分化出来。
