Během milionů let se tato zvířata přizpůsobila vodnímu životnímu stylu. Jejich zadní končetiny se postupně zmenšily, jejich těla se zefektivnila a jejich nosní dírky migrovaly na vrchol jejich hlav.
Zde je zjednodušená časová osa vývoje velryb:
* před 50 miliony let: Indohyus, malý savec podobný jelenům s kopytami, žije v mělké vodě.
* před 49 miliony let: Pakicetus, mírně větší zvíře s většími zuby, je stále většinou na bázi půdy, ale tráví více času ve vodě.
* před 40 miliony let: Ambulocetus, stvoření se silnými zadními končetinami a ocasem přizpůsobeným pro plavání, tráví většinu svého života ve vodě.
* před 37 miliony let: Rodhocetus, zefektivněné zvíře se sníženými zadními končetinami, je plně vodní.
* před 34 miliony let: Dorudon, velryba s delfínem podobným tvaru, je plně přizpůsobena životu v oceánu.
Klíčové vlastnosti vývoje velryb:
* nostrils migrující na vrchol hlavy: To jim umožnilo dýchat, zatímco zůstali ponořeni.
* zadní končetiny se zmenšují: Jejich zadní končetiny se postupně zmenšily a nakonec zmizely a stály se zbytkovými strukturami.
* vývoj efektivního těla: Jejich těla byla zefektivněna a umožnila jim efektivněji plavat.
* Vývoj silného ocasu pro pohon: Jejich ocasy se vyvinuly jako silné pro plavání.
* Vývoj echolokace: Některé velryby, jako delfíni, vyvinuly echolokaci, aby navigovaly a lovily v kalných vodách.
Dnes jsou velryby neuvěřitelně rozmanité a zahrnují jak ozubené velryby (jako jsou delfíni a sviňující velryby) a velryby (jako keporkak a modré velryby).