Lịch sử tiến hóa của chim cánh cụt được tìm hiểu không kỹ, do các hóa thạch chim cánh cụt là khá hiếm. Hóa thạch chim cánh cụt cổ nhất được biết là của chi Waimanu, chúng đã sống trong giai đoạn đầu của thế Paleocen tại khu vực New Zealand, khoảng 62 triệu năm trước. Trong khi chúng chưa thích nghi tốt với cuộc sống dưới nước như chim cánh cụt ngày nay (điều đó có lẽ diễn ra vào thời kỳ thế Eocen khoảng 40 triệu năm trước), thì Waimanu đã không bay được và tương tự như chim lặn gavia, với các cánh ngắn thích nghi cho việc lặn sâu.Các hóa thạch này cho thấy chim cánh cụt tiền sử đã không bay được và có thể sống dưới nước được và nguồn gốc của chúng có lẽ đã bắt đầu khoảng 65 triệu năm trước, trước khi diễn ra sự tuyệt chủng của khủng long. Tổ tiên của chim cánh cụt trước Waimanu hiện vẫn không rõ, mặc dù một số nhà khoa học (Mayr, 2005) cho rằng họ Plotopteridae tương tự như chim cánh cụt (thông thường được coi là có họ với chim cổ rắn và chim cốc) có thể trên thực tế là nhóm chị em ban đầu của chim cánh cụt, và chim cánh cụt có thể có sự chia sẻ chung cùng một tổ tiên với bộ Bồ nông (Pelecaniformes).

Palaeeudyptinae

Theo truyền thống, phần lớn các loài chim cánh cụt đã tuyệt chủng được đặt trong một phân họ có lẽ là cận ngành gọi là Palaeeudyptinae. Để có danh sách đầy đủ các chi này, xem phần Phân loại dưới đây.

Tình trạng số lượng chim cánh cụt ngày nay là rất ổn định, chúng sống rất đông đúc thành từng bầy.Vì vậy chưa có nguy cơ bị tuyệt chủng đối loài chim này [cần dẫn nguồn].