大熊猫的祖先是始熊猫(Ailuaractos lufengensis),大熊猫的学名其实叫“猫熊”,意即“像猫的熊”。始熊猫的主支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,体形比现在的熊猫小,从牙齿推断它已进化成为兼食竹类的杂食兽,卵生熊类,此后这一主支向亚热带扩展。分布广泛,在华北、西北、华东、西南、华南以至越南和缅甸北部都发现了化石。在这一过程中,大熊猫适应了亚热带竹林生活,体型逐渐增大,依赖竹子为生。在距今50-70万年的更新世中、晚期是大熊猫的鼎盛时期。现在的大熊猫的臼齿发达,爪子除了五趾外还有一个“拇指”。这个“拇指”其实是一节腕骨特化形成,学名叫做“桡侧籽骨”,主要起握住竹子的作用。秦岭大熊猫已被认定为是大熊猫的一个亚种。