Evolutionsbiologen glauben, dass Delfine vor 20 bis 25 Millionen Jahren im frühen Miozän entstanden sind. Moderne Arten können auf Kentriodontiden zurückgeführt werden, bei denen es sich um Kleinzahnwale handelt, von denen man annimmt, dass sie die Echoortungsfähigkeiten wie moderne Delfine haben tun.
Der früheste Protowal, Pakicetus, war ein Hufsäugetier, das mit den Vorfahren moderner Hirsche, Ziegen und Rinder verwandt war, die als Artiodactyle oder Paarhufer bezeichnet werden. Pakicetus-Fossilien wurden 1979 in Nordpakistan entdeckt und vor etwa 50 Millionen Jahren datiert. Diese Tiere waren wahrscheinlich semi-aquatische Watvögel. Die ersten vollständig im Wasser lebenden Wale, Basilosauriden und Dorontiden, stammen aus dem späten Eozän vor 41 bis 35 Millionen Jahren, und die ersten Zahnwale erschienen vor etwa 33 Millionen Jahren.
