熊貓的發展演化的是一個旁枝叫葛氏郊熊貓，分佈於現在的匈牙利和法國等地的潮溼森林，在中新世末期滅絕。
始熊貓的主枝在我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，其體型只有現在大熊貓的一半大，其化石被定名爲大熊貓小種。有關專家從大熊貓小種的牙齒化石推測，它們當時已經進化成兼食竹類的雜食動物。
大熊貓的直系祖先始熊貓並不是雜食性動物，而是完全的食肉動物，但身體只有現代大熊貓一半大小，所以只能捕食一些小動物。
距今約200萬年前在中國南部出現了小種大熊貓，透過研究發現小種大熊貓是雜食性動物，於是人們認爲小種大熊貓是大熊貓進化過程中的過渡物種。
大熊貓被稱爲“活化石”，與猛獁象，劍齒虎等已滅絕的動物同時期，研究大熊貓進化史對研究地球演變有重要意義。
