Chỗ nào có sự sống, chỗ đấy có virus. Virus có lẽ đã tồn tại kể từ khi các tế bào sống đầu tiên có khả năng phát triển. Nguồn gốc của chúng vẫn chưa rõ ràng vì virus không thể tồn tại dưới dạng hóa thạch, vì vậy kỹ thuật sinh học phân tử là cách tốt nhất để đưa ra giả thuyết về sự phát sinh. Những kỹ thuật này dựa trên sự sẵn có của đoạn DNA hoặc RNA virus cổ đại, nhưng hầu hết virus bảo quản và lưu trữ trong phòng thí nghiệm đều ít hơn 90 năm tuổi.[11][12] Như vậy các phương pháp sinh học phân tử chỉ thành công trong việc truy tìm nguồn gốc của virus phát triển trong thời gian từ thế kỷ 20.[13] Chủng virus mới liên tục xuất hiện ở tất cả các giai đoạn quá trình tiến hóa của sự sống.[14] Có ba giả thuyết chính giải thích về nguồn gốc của virus:[15]

Giả thuyết thoái hóaGiả thuyết này cho rằng virus có thể đã từng là những tế bào nhỏ ký sinh trên các tế bào lớn hơn. Trải qua thời gian, những gen không cần thiết cho sự ký sinh này mất đi. Vi khuẩn Rickettsia và Chlamydia là những tế bào sống và chỉ có thể sinh sản bên trong tế bào chủ (một đặc điểm giống như virus). Hiện tượng trên đã củng cố độ tin cậy đối với giả thuyết này: do quá phụ thuộc vào đời sống ký sinh, các đoạn gen từng cho phép chúng sống một mình sẽ dần dần bị biến mất.[16]Giả thuyết nguồn gốc từ tế bàoTheo giả thuyết này, một số virus có thể đã tiến hóa từ các mảnh DNA hoặc RNA "thoát ra" (escaped) khỏi bộ gen của sinh vật lớn hơn. DNA thoát ra có thể là từ những plasmid (những đoạn DNA trần mà có thể di chuyển giữa những tế bào) hoặc từ những transposon (những phân tử DNA mà nhân lên và di chuyển quanh những vị trí khác nhau bên trong bộ gen của tế bào).[17]Giả thuyết đồng tiến hóaVirus có thể đã tiến hóa từ các phân tử protein và DNA phức tạp cùng lúc với tế bào sơ khai xuất hiện trên Trái Đất. Virus và tế bào sống có sự phụ thuộc lẫn nhau trong nhiều triệu năm.[18]

Các giả thuyết nên trên đều có mặt hạn chế. Giả thuyết thoái hóa không đưa ra được lý do tại sao khi đối chiếu theo bất kỳ cách nào, ngay cả những ký sinh trùng nội bào nhỏ nhất cũng chẳng có cấu trúc giống với virus. Giả thuyết nguồn gốc từ tế bào không giải thích được tại sao virus có nhiều cấu trúc độc nhất nhưng những cấu trúc này không tồn tại trong tế bào. Giả thuyết đồng tiến hóa mâu thuẫn với định nghĩa về virus, vì virus luôn phụ thuộc vào tế bào chủ.[18][19] Ngoài ra, virus được công nhận có từ thời cổ đại và có nguồn gốc từ trước khi sự sống phân chia thành hệ thống ba vực. Khám phá này đã khiến các nhà virus học hiện đại xem xét và đánh giá lại ba giả thuyết cổ điển trên.[14][20]