Lietuvos gyvūnijos evoliucija paprastai skirstoma į du istorinius laikotarpius: priešledynmečio ir poledynmečio.
Priešledynmečio laikotarpis yra neapibrėžtos trukmės. Per tris paskutines eras, trukusias iki 350 mln. metų, dabartinės Lietuvos teritorijos aplinka daug kartų keitėsi: iš pradžių gyveno senasparniai vabzdžiai, paskui permo periode prieš 200 mln. metų atsirado vabalai, kreidos periode – drugiai, dvisparniai ir plėviasparniai vabzdžiai. Beveik prieš 50 mln. metų, terciaro periodo pradžioje, dabartinėje Lietuvos teritorijoje vešėjo paatogražių miškai.
Patikimų duomenų apie tą laikmetį surinkta iš Baltijos gintaro: jame rasta apie 8000 rūšių vabzdžių, daug voragyvių, taip pat augalų lapelių, žievės gabalėlių. Kai kurie bestuburiai, gyvenę prieš 35–50 mln. metų, mažai skiriasi nuo gyvenančių dabar.
Dabartinio kvartero periodo, trunkančio jau milijoną metų, pradžioje Lietuvoje klimatas pasikeitė: atšalo, žemės paviršių padengė ledynai. Iki tol gyvavusi paatogrąžių gyvūnija išnyko. Po keleto atšilimų ir naujų apledėjimų, maždaug prieš 15 tūkst. metų, pradėjo formuotis šiandieninė mūsų gamta: kraštovaizdis, augalija ir gyvūnija.
Kraštovaizdis, žinoma, nė iš tolo nepanėšėjo į dabartinį. Iš pradžių buvo ledo dykumos – be gyvybės ir nejaukios. Ilgainiui jas ėmė keisti tundros, kuriose augo kerpės, samanos, krūmokšniai ir žemaūgiai medeliai. Tokio maisto pakako tik nereiklių rūšių žinduoliams: tuo metu tundrose gyveno šiauriniai elniai, baltieji kiškiai, kerpių sąžalynuose šmirinėjo lemingai, kuriais maitinosi poliarinės lapės, šermuonėliai ir baltosios pelėdos.
Ypatingas tų laikų gyvūnas – tolimas dramblių giminaitis mamutas, gyvenęs šaltose poledynmečio stepėse.
Lietuvoje gyveno ir gauruotieji raganosiai. Žinių apie juos negausu – 1989 Nemuno pakrantėje netoli Balbieriškio rasta gerai išsilaikiusi gauruotojo raganosio kaukolė. Poledynmečiu Lietuvoje gyveno avijaučiai ir šiauriniai elniai.
Ledynams slenkant į šiaurę, tundra apaugo spygliuočių miškais, šiaurės elnio vietą užėmė taurusis elnias ir briedis, poliarinės lapės – rudoji lapė. Išliko baltieji kiškiai ir šermuonėliai, tačiau jie dažniau laikėsi spygliuočių miškuose ar aukštapelkėse, kurios ekologiškai buvo artimos poledynmečio tundroms. Maždaug prieš 8 tūkstantmečius lapuočių miškuose gyveno taurieji elniai, šernai, taurai, tarpanai, vilpišiai, meškos.
Mūsų protėviai prieš 5 tūkst. metų ėmė auginti naminius gyvulius ir dirbti žemę. Kintant kraštovaizdžiui, paplito pilkieji kiškiai, pelėnai.
Per paskutiniuosius 500 metų Lietuvoje išnyko ar buvo išnaikinti vilpišys, voverė skraiduolė, rudoji meška, tauras, tarpanas.
