La teoria più accettata affermasull'evoluzione dei cetacei sostiene che i [[Mysticeti|misticeti]] e gli [[odontoceti]] derivino da balene primitive dellvissute all'inizio dell'[[Oligocene]], ecirca che33-23 lamilioni di anni fa. La superfamiglia [[Physeteroidea]] si siasarebbe separata dagli altri odontoceti poco dopo, più dioltre 23 milioni di anni fa.<ref name="FordyceBarnes2004EvolutionaryHistory"/><ref name="Evolution"/> Analisi molecolari filogenetiche effettuate traTra il 1993 e il 1996, analisi molecolari filogenetiche sollevarono una teoria alternativa, suggerironosuggerendo che i capodogli fossero più strettamente imparentati con i misticeti che con gli altri odontoceti,. ilQuesta cheipotesi avrebbe comportatoimplicato che il sottordine degli [[odontoceti]] non fosse [[Monofilia|monofiletico]].<ref name="Nikaido">{{cita pubblicazione | lingua=en | titolo=Retroposon analysis of major cetacean lineages: The monophyly of toothed whales and the paraphyly of river dolphins | autore=M. Nikaido, F. Matsuno, H. Hamilton, R. Brownwell, Y. Cao, W. Ding, Z. Zuoyan, A. Shedlock, R. E. Fordyce, M. Hasegawa e N. Okada | rivista=Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America | volume=98 | numero=13 | pp=7384-7389 | url=http://www.pnas.org/content/98/13/7384.full | data=19 giugno 2001 | doi=10.1073/pnas.121139198}}</ref><ref name="MilinkovitchOrti1993">{{cita pubblicazione | autore=Michel C. Milinkovitch, Guillermo Orti e Axel Meyer | titolo=Revised phylogeny of whales suggested by mitochondrial ribosomal DNA sequences | rivista=Nature | volume=361 | numero=6410 | anno=1993 | pp=346-348 | doi=10.1038/361346a0}}</ref> Tuttavia, studi successivi dibasati sull'[[anatomia comparata]] e disu [[filogenesi molecolare]], che analizzaronoutilizzarono una gamma più ampia di caratteristiche morfologiche e marcatori molecolarigenetici, contestarono questiquesta risultaticonclusione. eQuesti studi confermarono la monofilia degli odontoceti, riconoscendo un'origine comune per tutti i membri di questo sottordine.<ref name="Nikaido"/><ref name="Evolve">{{cita|Whitehead, 2003|pp. 2-3}}, ''Evolutionary History of the Sperm Whale''.</ref><ref name="Heyning">{{cita pubblicazione |lingua=en |titolo=Sperm Whale Phylogeny Revisited: Analysis of the Morphological Evidence | autore=J. Heyning | rivista=Marine Mammal Science | volume=13 | numero=4 | pp=596-613 | data=23 agosto 2006 | doi=10.1111/j.1748-7692.1997.tb00086.x}}</ref><ref name="McGowenSpaulding2009">{{cita pubblicazione | autore=Michael R. McGowen, Michelle Spaulding e John Gatesy | titolo=Divergence date estimation and a comprehensive molecular tree of extant cetaceans | rivista=Molecular Phylogenetics and Evolution | volume=53 | numero=3 | anno=2009 | pp=891-906 | doi=10.1016/j.ympev.2009.08.018}}</ref>
Le analisi filogenetiche confermano ancheinoltre che durante il [[Miocene]], la superfamiglia Physeteroidea andòattraversò incontrouna afase unadi rapida diversificazione.<ref name="Zygophyseter"/> LaIn questo periodo, la famiglia dei [[Kogiidae|Kogiidi]] si separò da quella dei Fiseteridi, evento che si stima sia avvenuto almeno 8 milioni di anni fa.<ref name="Evolve"/>
