Cây phát sinh chủng loài của họ Đậu là đối tượng nghiên cứu của nhiều nhóm khoa học trên thế giới, họ sử dụng các phương pháp phân tích hình thái học, các dữ liệu ADN (trnL intron thể hạt, các gen thể hạt rbcL và matK, và các ITS) và phân tích miêu tả theo nhánh để dung giải các mối quan hệ của các dòng dõi khác nhau trong họ này. Bằng cách ấy người ta đã không thể xác nhận tính đơn ngành của các phân họ truyền thống là Mimosoideae và Faboideae, do chúng cùng nhau lồng sâu bên trong phân họ cận ngành Caesalpinioideae. Tất cả các nghiên cứu, thông qua cách tiếp cận khác nhau, là trước sau như một và đưa ra sự hỗ trợ mạnh cho các mối quan hệ giữa các nhánh chính của họ này, như sơ đồ dưới đây.[5] Nhánh rẽ ra sớm nhất là tông Cercideae, tiếp theo đó là tông Detarieae, và chi đơn loài Duparquetia (trước đây chúng được xếp vào phân họ Caesalpinioideae).[16][17][18][19][20][21]

Sau các thảo luận rộng rãi trong cộng đồng các nhà nghiên cứu phát sinh chủng loài họ đậu, Legume Phylogeny Working Group đã phân loại lại họ Fabaceae thành 6 phân họ, trong đó tách ra 4 phân họ mới từ Caesalpinioideae nghĩa rộng (sensu lato) và sáp nhập Caesapinioideae nghĩa hẹp (sensu stricto) với phân họ Mimosoideae (gọi là nhánh mimosoid trong phân loại mới nhất).[2]

Dựa trên các dữ liệu phát sinh chủng loài và hóa thạch, người ta đề xuất rằng họ Đậu nguyên thủy phát triển ở các khu vực khô hạn và bán khô hạn dọc theo bờ biển của đại dương Tethys trong suốt đầu kỷ Đệ Tam.[1][22] Tuy nhiên, các tài liệu khác thì cho rằng ở châu Phi (hoặc thậm chí châu Mỹ) không thể đưa ra kết luận về nguồn gốc như trên của họ này.[23][24]