据已发现的化石研究分析,早在800万年前的晚中新世,中国云南禄丰等地的热带潮 湿森林的边缘,就生活着大熊猫的祖先――
始熊猫(Ailuaractos Lufengensis),这是一种由拟熊类演变而成的以食肉为主的最早的熊猫,个体犹如一只较肥胖的狐狸。由
始熊猫演化的一个旁枝叫
葛氏郊熊猫(Agriarcros goaci),分布于欧洲的匈牙利和法国等地的潮湿森林,在中新世末期即灭绝。而
始熊猫的主枝则在中国的中部和南部继续演化,其中一种在距今约300万年的
更新世初期出现,体型只有现生大熊猫的一半大,像一只胖胖的狗,其化石被定名为大熊猫的小种(Ailuropoda micrta)。从大熊猫小种的化石牙齿推测,它已进化成为兼食竹类的杂食兽。这些小型大熊猫又经历了约200万年,开始向亚热带潮湿森林延伸,并取代
始熊猫广泛分布于云南、广西和四川。以后大熊猫进一步适应亚热带竹林生活,体型逐渐增大,距今50-70万年的
更新世中、晚期,是大熊猫的鼎盛时期,化石大熊猫武陵山亚种(Ailuropoda milanoleuca wulishansis)的体型仅比现生大熊猫小约1/8更新世晚期,化石大熊猫巴氏亚种(Ailuropoda milanoleuea daconi)的体型又普遍的比现生大熊猫大约1/8,而且依赖竹子为生。与中国的许多野生动物不同,熊猫很少被认为有药用价值,唯一认为可能有药效的是熊猫的尿,而用途是溶解误吞的铁针。最近古生物学家在西班牙发现可能是大熊猫近亲化石(agriarctosbeatrix),而这种熊猫活跃于1100万年前的中新世,属于小形(plandigrade)杂食踯行动物。而这种动物因生传环境问题迁移中国。这种动应有深色皮,左肩及眼和尾部都有白点,类似现代的马来熊,生活方式也同马来熊相似,都是以生果、昆虫、植物为食,还比现代马来熊小,体重还比马来熊轻。从牙齿结构中发现同大熊猫同属大熊猫亚科,亦发现同现传大熊猫有亲缘关系,是大熊猫亚科中最原始一种。可惜它已灭绝,因此或许为大熊猫找到可能源自欧洲证据、及解开大熊猫身世之迷。关于大熊猫分类,科学家以研究和争论100年,未有定案。估计大熊猫祖先是一种食肉始熊猫动物,生活在中国四川等地,而此始熊猫演变的旁支名叫葛氏熊猫。生活于欧洲等地,直到中新后才灭绝。始熊猫主支在演变中,其中有一支队名叫(ailuropoadumierta),是大熊猫小种生,传于中新世纪,体形同狗一样大小,是杂食性和食竹动物,分布广东四川等地,在已百年演变过程中取代了始熊地位。如此看来也可能为大熊猫提供了身世之迷证据。