À bien des égards, l'histoire de l'évolution des chiens suit la même intrigue que celle des chevaux et des éléphants: une petite espèce ancestrale inoffensive donne naissance, au cours de dizaines de millions d'années, aux descendants de taille respectable que nous connaissons et aimons aujourd'hui. Mais il y a deux grandes différences dans ce cas: premièrement, les chiens sont des carnivores, et l'évolution des carnivores est une affaire sinueuse et sinueuse impliquant non seulement des chiens, mais des hyènes préhistoriques, des ours, des chats et des mammifères maintenant disparus comme les créodontes et les mésonychides. Et deuxièmement, bien sûr, l'évolution des chiens a pris un virage à droite brusque il y a environ 15 000 ans, lorsque les premiers loups ont été domestiqués par les premiers humains.
Pour autant que les paléontologues puissent le dire, les tout premiers mammifères carnivores ont évolué à la fin du Crétacé, il y a environ 75 millions d'années (le demi-livre de Cimolestes, qui vivait très haut dans les arbres, est le candidat le plus probable). Cependant, il est plus probable que chaque animal carnivore vivant aujourd'hui puisse retracer ses ancêtres à Miacis, une créature légèrement plus grosse et ressemblant à la belette qui a vécu il y a environ 55 millions d'années, ou 10 millions d'années après l'extinction des dinosaures. Miacis était loin d'être un tueur redoutable: cette minuscule boule de poils était également arboricole et se régalait d'insectes et d'oeufs ainsi que de petits animaux.
Les chiens modernes ont évolué à partir d'une lignée de mammifères carnivores appelés «canidés», d'après la forme caractéristique de leurs dents. Avant (et à côté) des canidés, cependant, il y avait des familles de prédateurs aussi diverses que les amphicyonidés (les "chiens d'ours", typiquement Amphicyon, qui semblent avoir été plus étroitement liés aux ours qu'aux chiens), les hyènes préhistoriques (Ictitherium était le premier de ce groupe à vivre sur le sol plutôt que dans les arbres), et les "chiens marsupiaux" d'Amérique du Sud et d'Australie. Bien que vaguement ressemblant à des chiens en apparence et en comportement, ces prédateurs n'étaient pas directement ancestraux des canines modernes.
Les mésonychides et les créodontes étaient encore plus redoutables que les chiens d'ours et les chiens marsupiaux. Les mésonychides les plus célèbres étaient l'Andrewsarchus d'une tonne, le plus grand mammifère carnivore vivant au sol qui ait jamais vécu, et le Mesonyx plus petit et plus semblable à un loup. Curieusement, les mésonychidés n'étaient pas ancestraux des chiens ou des chats modernes, mais des baleines préhistoriques. Les créodontes, en revanche, ne laissaient aucun descendant vivant; les membres les plus remarquables de cette race étaient Hyaenodon et le Sarkastodon au nom frappant, dont le premier ressemblait (et se comportait) à un loup et le second qui ressemblait (et se comportait) à un grizzli.
Les paléontologues conviennent que la fin de l'Éocène (il y a environ 40 à 35 millions d'années) Hesperocyon était directement ancestrale de tous les canidés ultérieurs - et donc du genre Canis, qui s'est ramifié d'une sous-famille de canidés il y a environ six millions d'années. Ce "chien occidental" n'avait que la taille d'un petit renard, mais sa structure d'oreille interne était caractéristique des chiens ultérieurs, et il existe des preuves qu'il aurait pu vivre dans des communautés, soit en hauteur dans les arbres, soit dans des terriers souterrains. Hesperocyon est très bien représenté dans les archives fossiles; en fait, c'était l'un des mammifères les plus communs d'Amérique du Nord préhistorique.
Un autre groupe de canidés précoces était les borophagines, ou «chiens broyeurs d'os», équipés de puissantes mâchoires et de dents adaptées au nettoyage des carcasses de mégafaune de mammifères. Les borophagines les plus grandes et les plus dangereuses étaient le Borophage de 100 livres et l'Epicyon encore plus grand; d'autres genres incluaient les premiers Tomarctus et Aelurodon, qui étaient de taille plus raisonnable. Nous ne pouvons pas dire avec certitude, mais il existe des preuves que ces chiens broyeurs d'os (qui étaient également limités à l'Amérique du Nord) chassaient ou récupéraient en meute, comme les hyènes modernes.
Voici où les choses deviennent un peu confuses. Peu de temps après l'apparition d'Hesperocyon il y a 40 millions d'années, Leptocyon est arrivé sur la scène - pas un frère, mais plutôt un cousin au second degré une fois retiré. Leptocyon était le premier vrai canin (c'est-à-dire qu'il appartenait à la sous-famille caninae de la famille des canidés), mais petit et discret, pas beaucoup plus grand que Hesperocyon lui-même. Le descendant immédiat de Leptocyon, Eucyon, a eu la chance de vivre à une époque où l'Eurasie et l'Amérique du Sud étaient accessibles depuis l'Amérique du Nord - la première via le pont terrestre de Béring et la seconde grâce à la découverte de l'Amérique centrale. En Amérique du Nord, il y a environ six millions d'années, les populations d'Eucyon sont devenues les premiers membres du genre canin moderne Canis, qui s'est propagé à ces autres continents..
Mais l'histoire ne s'arrête pas là. Bien que les chiens (y compris les premiers coyotes) aient continué à vivre en Amérique du Nord à l'époque du Pliocène, les premiers loups de taille plus ont évolué ailleurs et ont "ré-envahi" l'Amérique du Nord peu de temps avant le Pléistocène (via ce même pont terrestre de Béring). Le plus célèbre de ces chiens était le Dire Wolf, Canis diris, qui a évolué à partir d'un loup du «vieux monde» qui a colonisé à la fois l'Amérique du Nord et l'Amérique du Sud (soit dit en passant, le loup redouté a concurrencé directement sa proie avec Smilodon, le «tigre à dents de sabre».)
La fin de l'époque du Pléistocène a vu la montée de la civilisation humaine dans le monde. Pour autant que nous puissions en juger, la première domestication du loup gris s'est produite quelque part en Europe ou en Asie il y a entre 30 000 et 15 000 ans. Après 40 millions d'années d'évolution, le chien moderne a enfin fait ses débuts.