Zobenastu fosilijas zināmas no agrā ordovika perioda. Tās atrastas Kanādā un ir 445 miljonus gadu vecas. Vecākās atrastās zobenastes pieder pie ģints Lunataspis. Zobenastu fosiliju no silūra perioda nav, un turpmāki atradumi datēti ar devona periodu. Saldūdens zobenastes no dzimtas Belinuridae visplašāk bija izplatītas akmeņogļu periodā, no dzimtas Austrolimulidae – perma un triasa periodā. Mūsdienās dzīvojošās Limulidae dzimtas zobenastes bija plaši izplatītas triasa periodā. Evolūcijas gaitā zobenastes ir kļuvušas lielākas; daļa paleozoja ērā sastopamo sugu bija 1–3 cm garas.
Miljoniem gadu laikā zobenastes morfoloģiski gandrīz nav mainījušās; tās mēdz dēvēt par dzīvajām fosilijām. Mūsdienu zobenastu pieaugušajiem īpatņiem ir zudusi epistomas segmentācija. Vēdera segmenti ir saplūduši un veido vienu veselu segmentu.