演化思想是对于生物个体在不同世代之间具有差异的现象所做的一种解释，最早起源可追溯至古希腊与古罗马时代。此外古代中国虽然也有类似演化的宇宙观，但是并没有用来直接描述生命的变化。公元前6世纪，古希腊学者阿那克西曼德提出人类的祖先来自海中的理论。

科学式的演化论述则一直要到18世纪与19世纪才出现，例如蒙博杜（Lord Monboddo）与伊拉斯谟斯·达尔文（Erasmus Darwin，达尔文的祖父），提出所有生命源自共同祖先的想法。而第一个科学假说是由拉马克在1809年所提出，他认为演化是来自后天获得特征的遗传。拉马克学说在提出后将近50年，才被达尔文与华莱士较接近现代观念的理论所取代。其中达尔文做了较多细节上的讨论，例如1859年出版的《物种源起》。达尔文强调生物的演化为事实，并以天择机制作为解释演化现象的理论。

达尔文在提出演化论时并不知道遗传机制如何运作，而孟德尔在1865年发表的遗传定律则一直受到忽略。直到20世纪，达尔文的天择理论与孟德尔的遗传学才结合为现今所熟知的现代综合理论。随后科学家发现基因为遗传物质，并发现基因由DNA所构成。现在的演化研究以基因为中心，并发展出许多相关学门。

古代

希腊人

希腊化时代具有生物演化的思想的学者中，较为著名的有阿那克西曼德、恩培多克勒、德谟克利特与伊比鸠鲁。阿那克西曼德(约前610年－前546年）最先提岀一种动物，包括人类，可能是其他种类的动物的后裔。他指出第一个人类必然是其他动物的孩子，因为人类孩提时需要长时间的照顾。

中世纪

1850年以前

在公元前400年，希腊的原子论者便认为太阳、地球、生命、人类、文明与社会，皆不需要神迹（divine intervention）就可产生。公元前60年，罗马的原子论者卢克莱修写下了一首诗，称做《物性论》（On the Nature of Things）。

1859-1930年代：达尔文进化论

在1850年代以前，人们关于物种是否由进化而成依然争论不休，没有任何一种理论具有绝对的说服力。直到达尔文的著作<<物种起源>>(1859)的问世才根本地改变了这种局面.达尔文认为他的演化的分支理论可以很好地解释大量生物地理学，解剖学，胚胎学，和生物学现象。他同时提供了一个极有说服力的机制来说明生物演化得以保存下来的原因，也就是他的自然选择（natural selection），也被称为"物竞天择"。

首先站出来认同达尔文理论的自然学者是英国解剖学家托马斯·亨利·赫胥黎(Thomas Henry Huxley)。赫胥黎认为，不同于先前的拉马克(Larmarck)突变理论，达尔文提供了一种没有超自然力量介入的演化机制，即使赫胥黎本人并没有完全被”物竞天择”理论说服。在赫胥黎倡导下成立了X Club旨在，在专门的自然科学领域增进实证的自然哲学方法而摒弃神学对自然科学的影响。由于这些不懈的努力，在1870年代中叶以前，达尔文的演化论成为了英语国家科学领域对于物种起源解释的主流。在赫胥黎随后提供的大量古生物证据面前，公众和科学界接受了达尔文理论。这些证据包括了鸟类从爬行类动物演化而来的证据，始祖鸟在欧洲的发现，以及大量原始鸟类化石在北美洲的发现。另一些重要证据是对于马从其五趾祖先演化而来的化石证据然而相比于英语国家，非英语国家，比如法国和其他南欧国家，接受达尔文理论的时间要稍晚。唯一例外的是德国，德国人August Weismann 和Ernst Haeckel 就极力拥护达尔文理论。Haeckel用演化论挑战了在德意志生物学中的传统形而上学理论，就像在英国发生的情况一样。在Haeckel和其他德国科学家的领导下实施了一个野心勃勃的计划，该计划旨在基于生物形态学(Biological morphology)和胚胎学(Embryology)来重构生命演化的历史。

达尔文理论的成功深深地影响了科学界对于生命的理解，同时也激起了一场小规模的哲学革命。然而，此理论仍然不能解释一些演化过程中的重要组成部分。尤其无法解释同一物种内的差别以及无法解释是物种是以何种机制把这种差别传播到下一代（也就是遗传机制）。达尔文的泛生论的假设也仅仅对演化的统计模型，例如”生物计量学”学派的有一些用处，对于其他生物学家而言几乎毫无意义。