关于蝙蝠的起源，目前说法不一，这是因为蝙蝠的骨骼脆弱，保存下来的化石数量极少，没法完整地拼凑出蝙蝠的进化史，所以也就无法确定蝙蝠的起源以及演化过程是怎样的了。
从已经发现的化石证据来看，目前发现的最久远的蝙蝠化石距今5000万年，这说明在5000万年以前已经有古蝠了，从显示的蝙蝠骨骼结构来看，古蝠可能先是学会了在树与树之间滑翔的本领，继而飞向了天空，这表明古蝠原本生活在树上，常在树林间觅食。
有一种说法认为大蝙蝠亚目与小蝙蝠亚目起源是不一样的，大蝙蝠亚目的起源到现在还弄不清楚，因为它的化石发现的很少，仅在渐新世至中新世的欧洲等地有零星发现。
小蝙蝠亚目的化石发现的较多一些，人们推测小蝙蝠亚目可能起源于远古时期的小型食虫目。虽然目前发现的最早蝙蝠化石距今只有5000万年，但是从哺乳动物的遗传谱来看，蝙蝠的演化史恐怕有8000万年那么久，这样说的话，蝙蝠也是经历了6500万年前的那场生物大浩劫幸存下来的物种。
还有的说法认为，大蝙蝠亚目与小蝙蝠亚目起源是一样的，可能在8000万年前拥有共同的祖先，而祖先可能就是类似食虫目的最原始的真兽类
