Считается, что животные произошли от жгутиковых одноклеточных, а их ближайшие известные живые родственники — хоанофлагеллаты, воротничковые жгутиконосцы, морфологически сходные с хоаноцитаминекоторых губок. Молекулярные исследования определили место животных в надгруппе Opisthokonta, куда также включают хоанофлагеллат, грибы и небольшое количество паразитических протист. НазваниеOpisthokonta обозначает заднее расположение жгутика в подвижной клетке, как у большинства сперматозоидов животных, в то время как другиеэукариоты, как правило, имеют передний жгутик.
Первые ископаемые остатки животных относятся к концу докембрия (около 610 миллионов лет назад) и известны как эдиакарская или вендская фауна. Их, однако, сложно соотнести с более поздними ископаемыми. Они могут быть предками современных ветвей животных, независимыми группами или не животными вовсе. Большинство известных типов животных более или менее одновременно появились в кембрийском периоде, около 542 миллионов лет назад. Это событие — кембрийский взрыв — было вызвано либо быстрой дивергенцией групп, либо таким изменением условий, которое сделало возможным окаменение. Однако некоторые палеонтологи и геологи предполагают, что животные появились значительно раньше, чем считалось ранее, возможно, даже 1 миллиард лет назад — в начале тония. На это указывает сокращение разнообразия строматолитов примерно в это время. Кроме того, из тонийских отложений известны отпечатки и норы, которые свидетельствуют о наличии крупных (около 5 мм в ширину) трёхслойных червей, сложных, как земляные черви[3]. Однако такую интерпретацию этих следов поставило под сомнение открытие того, что очень похожие следы на дне оставляют сегодня гигантские одноклеточные протисты Gromia sphaerica[4][5].