Le genre Ceratotherium s'inscrit dans la famille des Rhinocerotidae, qui remonte à environ 50 millions d'années, à l'époque de l'Éocène. Les Rhinocerotidae sont issus d'un groupe d'animaux terrestres herbivores de grande taille connus sous le nom de périssodactyles, une lignée évolutive caractérisée par un nombre impair de doigts et qui regroupe également les chevaux et les tapirs. Cette famille a diversifié de nombreuses lignées au cours des périodes géologiques, avec des formes variées qui se sont adaptées à différents environnements et régimes alimentaires.
Les premiers membres de la famille des Rhinocerotidae, qui apparurent au Paléogène, étaient plus petits que les rhinocéros actuels et possédaient parfois plusieurs paires de cornes ou n’en avaient pas du tout. Ces ancêtres ont donné naissance à de nombreuses lignées, dont certaines possédaient des adaptations spécialisées pour la vie dans des environnements tropicaux, alors que d’autres ont évolué pour survivre dans des milieux plus arides ou froids.
La diversification des rhinocéros s’est intensifiée à l’Oligocène, il y a environ 30 millions d'années, avec la prolifération de différentes formes. Parmi les ancêtres notables des rhinocéros modernes, on retrouve le genre Teleoceras, qui vivait en Amérique du Nord au Miocène, et le genre Elasmotherium, célèbre pour sa taille massive et sa grande corne unique, qui vivait en Eurasie.
Le genre Ceratotherium semble être apparu à la fin du Miocène ou au début du Pliocène, il y a environ 5 millions d'années. C'est un moment charnière dans l’évolution des rhinocéros, car les changements climatiques de cette époque, ainsi que l’évolution des prairies africaines, ont favorisé les formes de rhinocéros adaptées au pâturage. À cette époque, de grandes étendues d’herbes s’étendaient en Afrique de l’Est et du Sud, offrant un nouvel habitat aux espèces de grands herbivores.
Les premiers membres du genre Ceratotherium étaient probablement bien adaptés à la vie en savane ouverte, avec une morphologie crânienne et dentaire qui leur permettait de se nourrir principalement d'herbe. Le genre s’est donc spécialisé en réponse aux changements de végétation, se distinguant ainsi des autres genres de rhinocéros, qui demeuraient plus ou moins forestiers ou généralistes. Cela a mené à la distinction écologique entre le Ceratotherium et le Diceros (rhinocéros noir), ce dernier étant un brouteur spécialisé dans la consommation de feuilles d’arbustes et de plantes ligneuses.