Zatímco přesná časová osa stále rafinuje paleontology, fosilní záznam jasně ukazuje, že velryby se vyvinuly ze čtyřnohých pozemních savců, pravděpodobně připomínající malý hroch nebo vlk. K tomuto přechodu došlo postupně po dobu milionů let, přičemž stvoření jako * Indohyus * a * Pakicetus * představující střední fáze.
Zde je zjednodušená časová osa:
* před 50 miliony let: První předchůdci velryb, jako *Indohyus *, byli malí, polo-přísahoví savci žijící poblíž vody.
* před 49 miliony let: * Pakicetus* se vyvinul a představoval více vodních adaptací.
* před 40-34 miliony let: Velryby se vyvinuly do plně vodních forem, jako *Dorudon *.
* před 34 miliony let: Moderní linie velryb se začaly diverzifikovat.
Je důležité si uvědomit, že se jedná o nepřetržitý proces a přechod z půdy na moře trval miliony let. Předci velryb najednou neskočili do oceánu! Postupně se přizpůsobili vodnímu životnímu stylu, vyvíjející se rysy, jako jsou ploutve, racionální tělo a schopnost zadržet dech po delší dobu.