Генетические исследования показали, что дивергенция "Pongo tapanuliensis" и "Pongo abelii" (суматранский орангутан) началась около 3 миллионов лет назад. Популяция стала более изолированной после извержения вулкана Тоба, которое произошло около 75 000 лет назад. Они продолжали спорадический контакт, который прекратился не менее 10—20 тысяч лет назад. Дивергенция "Pongo tapanuliensis" и "Pongo pygmaeus" (калимантанский орангутан) состоялась 670 тысяч лет назад. Орангутаны мигрировали по Сундаланду из Суматры на Калимантан во время четвертичного оледенения, когда уровень моря был ниже и острова были соединены сухопутным мостом. Считается, что нынешний ареал "Pongo tapanuliensis" максимально близок к тем территориям современной Индонезии, на которые предки орангутанов изначально вышли из материковой Азии.