犬科动物的进化历史可以追溯到大约4000万年前的始新世晚期，当时出现了最早的犬科动物祖先——Miacids（貂形科动物）。这些早期犬科动物体型较小，类似于今天的鼬科动物，主要以小型猎物为食。

在渐新世时期（约3400万年前），真正的犬科动物开始出现。Hesperocyon被认为是现代犬科动物的共同祖先，它们具有更专门化的牙齿结构和更发达的听觉系统。随后的数百万年里，犬科动物经历了显著的适应性辐射，形成了多个进化分支。

现代犬科动物主要分为三个亚科：犬亚科（包括狼、狗、豺、狐狸等）、南美犬亚科（如鬃狼和丛林犬）和灰狐亚科（主要是北美洲的灰狐）。这种分化反映了它们对不同生态环境的适应，从北极的极寒地区到热带雨林，从开阔草原到城市环境，犬科动物都能找到自己的生存空间。

值得注意的是，现代家犬（Canis lupus familiaris）是在大约15,000-40,000年前从灰狼驯化而来，这个过程不仅改变了犬科动物的进化轨迹，也深刻影响了人类文明的发展。通过人工选择，家犬发展出了数百个品种，展现出惊人的形态和行为多样性。