Vetenskapsmän säger att den nya arten tillhör den grupp som gav upphov till krokodiler och dinosaurier.
Reptilen levde vid en tidpunkt då jorden höll på att återhämta sig från en massutrotning som utplånade de flesta djur.
Upptäckten kan sprida ljus över hur djurgruppen utvecklades och spred sig.
För omkring 252 miljoner år sedan ödelade en massutrotning livet på land och i haven. Ungefär 90 % av arterna försvann.
På den tiden var jorden mycket annorlunda från idag, med kontinenter grupperade i superkontinenten, Pangaea.
Forskare ledda av Eudald Mujal av Universitat Autònoma de Barcelona, Spanien, undersökte fossiliserade fotavtryck från omkring 247 till 248 miljoner år sedan som finns i Pyrenéerna bergen i Katalonien.
De fann att de flesta spår gjordes av förfäderna till krokodiler och dinosaurier, en grupp som kallas arcosauromorphs.
De flesta fotavtrycken var små, ungefär en halv meter långa, även om några var längre än tre meter.
Bland dem fanns ett nytt fotavtryck som tros vara en ny art av reptil, Prorotodactylus mesaxonichnus.
Skaparna av fotavtrycken kan tillhöra Euparkeria, en grupp dinosaurie släktingar kända från samma tidsperiod i Polen, Ryssland, Kina och Sydafrika.
Medforskare Josep Fortuny vid Institut Català de Paleontologia Miquel Crusafont sa att fotavtrycken tyder på att djuren, mätt runt en halv meter, använde alla fyra extremiteterna för att gå och ofta också lämnade märken med svansen.
"Vissa fotspår pekar på möjligheten av dubbelsidig rörelse i specifika ögonblick med målet att röra sig snabbare", sade han.
Forskarna tror att arcosauromorphs dominerade flodbäddarna i de forntida Pyrenéerna.
Gruppen kan ha varit avgörande för ekosystemens återhämtning efter utrotningen och fortsätter att sprida sig över superkontinenten.
"Dessa spår representerar det första beviset på ryggradsdjurens återhämtning av den endpermiska utrotningen," Eudald Mujal berättade BBC News.
Han sa att sökandet var på gång efter fossiliserade ben från de djur som gjorde spåren.
Forskningen publiceras i tidskriften PLOS ONE.
Följ Helen på Twitter.
Fotavtrycken från en mystisk reptil som levde för omkring 250 miljoner år sedan har identifierats i fossil från Pyrenéernas berg.