起源
由始熊貓演化的一個旁枝叫葛氏郊熊貓（agriarcros goaci），分布于歐洲的匈牙利和法國等地的潮濕森林，在中新世末期即滅絕。而始熊貓的主枝則在中國的中部和南部繼續演化，其中一種在距今約300萬年的更新世初期出現，體型隻有現生大熊貓的一半大，像一隻胖胖的狗，其化石被定名為大熊貓的小種（ailuropoda micrta）。從大熊貓小種的化石牙齒推測，它已進化成為兼食竹類的雜食獸。
這些小型大熊貓又經曆了約200萬年，開始向亞熱帶潮濕森林延伸，并取代始熊貓廣泛分布于雲南、廣西和四川。以後大熊貓進一步适應亞熱帶竹林生活，體型逐漸增大，距今50-70萬年的更新世中、晚期，是大熊貓的鼎盛時期，化石大熊貓武陵山亞種（ailuropoda milanoleuca wulishansis）的體型僅比現生大熊貓小約1／8。到更新世晚期，化石大熊貓巴氏亞種（ailuropoda milanoleuea daconi）的體型又普遍的比現生大熊貓大約1／8，而且依賴竹子為生。
進化
在整個更新世，化石亞種大熊貓分布相當廣泛，幾乎遍布中國東部和南部，北至北京周口店，南至台灣島及緬甸、越南、泰國北部。當時的大熊貓與劍齒虎、劍齒象以及北京猿人、南方猿人一起生活，構成典型的更新世大熊貓――劍齒象動物化石群。
就在更新世中晚期，秦嶺及其以南山脈出現大面積冰川等自然環境的劇烈變化，特别是在距今約1萬8千年前的第四紀冰期之後，大熊貓――劍齒象動物群衰落，大部分動物滅絕，僅留下無數化石表明它們曾經存在。北方的大熊貓絕迹，南方的大熊貓分布區也驟然縮小，進入曆史的衰退期。
分布
化石分布區>>大約在中新世晚期距今約8-9百萬年時，始熊貓開始在地球上出現。随後，在更新世早期，開始出現大熊貓小種，其化石發現于廣西柳城、廣東羅定、四川巫山縣、陝西洋縣和雲南元謀等地。
到了更新世中晚期，大熊貓發展到全盛時期，大熊貓巴氏亞種出現，并廣泛分布于我國西南、華南、華中、華北和西北十六個省市――北京周口店、陝西、山西、河南、安徽、浙江、江西、福建、台灣、廣東、廣西、湖南、湖北、貴州、四川、雲南以及國外越南和緬甸北部。在動物進化史上，大熊貓是佼佼者，在生存競争中，大熊貓是成功者。
