Die frühesten Vorfahren der modernen Wale lebten im Zeitalter des Eozän vor ungefähr 55 - 34 Millionen Jahren. Manche dieser Tiere hatten noch intakte hintere Gliedmaβen und bewegten sich an Land. Im Laufe ihrer Anpassung an das aquatile Leben traf eine Rückbildung des Beckengürtels und der Hintergliedmaβen ein. Diese Entwicklung ist durch Fossilfunde besonders in Indien, Pakistan, Ägypten und den USA gut belegt.

Die Urwale (Archaeoceti) werden in sechs Familien unterteilt. Die Pakicetidae lebten vor ungefähr 50 Millionen Jahren und sind die älteste und primitivste Familie. Diese Tiere hatten die Gröβe eines Hundes und lebten vermutlich sowohl an Land als auch im Wasser. Obwohl sich diese Urwale sehr im Aussehen von den modernen Walen unterscheiden, lässt sich deren Verwandtschaft durch Merkmale im Ohrbereich, die es bei allen Walen, nicht aber bei anderen Säugetieren gibt, feststellen.

Die Ambulocetidae waren gröβer als die Pakicetidae und hatten ungefähr die Gröβe eines Seelöwen. Die Körperform ähnelte einem Krokodil, aber die Hintergliedmaβen waren länger. Diese Tiere lebten vor ca. 49 Millionen Jahren.

Das Becken des fossilen Urahns der modernen Wale, Ambulocetus natans, hatte intakte Hintergliedmaβen, so dass er an Land gehen konnte.

Bei den Remingtonocetidae waren die Gliedmaβen noch mehr zurückgebildet. Sie hatten eine lange Schnauze und kleine Augen. Die Körpergröβe dieser Tiere, die vor 49 - 43 Millionen Jahren lebten, war sehr unterschiedlich.

Die Protocetidae lebten vor 46 - 36 Millionen Jahren. Diese Tiere, die ungefähr gleich groβ wie kleine moderne Delphine waren, hatten kurze Gliedmaβen, die darauf hindeuten, dass sie nur schlecht an Land vorankamen. Vermutlich lebten diese Tiere hauptsächlich im Wasser, waren aber in der Lage sich an Land aufzuhalten.

Die Vielfalt der Familien Basilosauridae und Dorudontidae war vor ca. 35 Millionen Jahren am gröβten. Diese Tiere hatten eine groβe Ähnlichkeit mit modernen Walen mit einem stromlinienförmigen Körper, kurzem Nacken, sowie stark zurückgebildeten Vor- und Hintergliedmaβen. Manche dieser Urwale konnten bis zu 20 m lang werden