Der Ursprung der Wale bleibt ein aktives Forschungsgebiet, aber die vorherrschende Ansicht unter Paläontologen und Evolutionsbiologen ist, dass Wale von landbewohnenden Vorfahren abstammen. Frühe Theorien wiesen auf eine Gruppe von hufigen fleischfressenden Säugetieren namens Mesonychien hin, die im Eozän vor etwa 50 bis 34 Millionen Jahren lebten. Diese waldbewohnenden Tiere hatten lange Körper und relativ kurze Gliedmaßen und ähnelten in mancher Hinsicht modernen Wölfen oder Bären.
Im Laufe der Zeit passten sich einige dieser Vorfahren an einen semi-aquatischen Lebensstil an, wahrscheinlich angezogen von reichlich Nahrung in aquatischen Umgebungen. Als sie mehr Zeit im Wasser verbrachten, wurden ihre Gliedmaßen allmählich flossenartig, ihre Körper stromlinienförmig und ihre Zähne entwickelten sich, um Fische und andere aquatische Beute zu fangen. Schließlich wechselten einige Linien zu einem vollständig aquatischen Leben, was zu den Walen, Delfinen und Tümmlern führte, die wir heute kennen. Dieser Evolutionsprozess wird oft als Cetazienbildung bezeichnet.
Wissenschaftler erforschen weiterhin die genauen Beziehungen zwischen verschiedenen Walgruppen, und einige Aspekte des Walursprungs bleiben Gegenstand von Debatten. Klar ist jedoch, dass Wale durch Millionen von Jahren schrittweiser Anpassung von Landsäugetieren abstammen.