ظهرت الخفافيش في السجل الأحفوري بعد انقراض الديناصورات غير الطيرية بعدة ملايين من السنين، ويُرجح أن أصلها يعود إلى نحو ٥٠ أو ٦٠ مليون سنة. وتنحدر الخفافيش الحديثة كلها من سلف مشترك، لذلك فإن الثعالب الطائرة والخفافيش الحشرية أقرب تطورياً إلى بعضها من قرب أي منها إلى القوارض أو الطيور.