Vědci objevili tisíce fosilních exemplářů představujících členy lidské rodiny. Velkou část z nich nelze přiřadit k modernímu lidskému druhu Homo sapiens. Většina těchto exemplářů byla dobře datována, často pomocí radiometrických technik. Odhalují značně rozvětvený strom, jehož části sledují obecnou evoluční posloupnost vedoucí od opicovitých forem k modernímu člověku.
Paleontologové objevili ve skalních vrstvách starších než čtyři miliony let četné druhy vyhynulých opic, ale nikdy příslušníka lidské rodiny v tomto velkém stáří. Australopithecus, jehož nejstarší známé fosilie jsou staré asi čtyři miliony let, je rod s některými rysy bližšími opicím a některými bližšími moderním lidem. Co do velikosti mozku byl australopiték jen o málo vyspělejší než opice. Řada znaků, včetně dlouhých paží, krátkých nohou, střední stavby prstů a rysů horní končetiny, naznačuje, že příslušníci tohoto druhu trávili část času na stromech. Chodili však také vzpřímeně po zemi, podobně jako lidé. Ve ztvrdlém sopečném popelu byly objeveny dvounohé stopy australopitéků, krásně zachované spolu se stopami jiných vyhynulých zvířat. Většina našich předchůdců australopitéků vymřela před téměř dvěma a půl miliony let, zatímco ostatní druhy australopitéků, které byly na vedlejších větvích lidského stromu, přežily vedle pokročilejších hominidů dalšímilion let.
Výrazné kosti nejstarších druhů lidského rodu Homo pocházejí ze skalních útvarů starých asi 2,4 milionu let. Fyzičtí antropologové se shodují, žeHomo se vyvinul z jednoho z druhů Australopithecus. Před dvěma miliony let měli první příslušníci rodu Homo průměrnou velikost mozku jedenapůlkrát větší než australopiték, i když stále podstatně menší než současní lidé. Tvary kostí pánve a nohou naznačují, že tito raní lidé rodu Homo nebyli lezci na částečný úvazek jako australopiték, ale chodili a běhali po dlouhých nohách jako moderní lidé. Stejně jako australopiték vykazoval komplex znaků podobných kůzlatům, lidem a přechodných znaků, tak i raný Homo byl v některých rysech přechodný mezi australopitékem a moderními lidmi a v jiných se blížil moderním lidem. Nejstarší kamenné nástroje jsou prakticky stejného stáří jako nejstarší fosilie Homo. Raný Homo, s větším mozkem nežAustralopithecus, byl výrobcem kamenných nástrojů.
Fosilní záznam prointerval mezi dobou před 2,4 miliony let a současností zahrnuje kosterní pozůstatky několika druhů přiřazovaných k rodu Homo. Novější druhy měly větší mozek než starší druhy. Tento fosilní záznam je dostatečně úplný, aby ukázal, že lidský rod se poprvé rozšířil z místa svého původu v Africe do Evropy a Asie před o něco méně než dvěma miliony let. S různými populacemi jsou spojeny charakteristické typy kamenných nástrojů. Novější druhy s větším mozkem obecně používaly sofistikovanější nástroje než starobylejší druhy.
Molekulární biologie rovněž poskytla silné důkazy o blízkém příbuzenství mezi lidmi a lidoopy. Analýza mnoha proteinů a genů ukázala, že člověk je geneticky podobný šimpanzům a gorilám a méně podobný gorilám aorangutanům a dalším primátům.
DNA byla dokonce získána z dobře zachované kostry vyhynulého lidského tvora známého jako neandrtálec, který patří do rodu Homo a je často považován buď za poddruh Homo sapiens, nebo za samostatný druh. Použití molekulárních hodin, které využívají známé míry genetických mutací, naznačuje, že linie neandrtálce se oddělila od linie moderního Homo sapiens před méně než půl milionem let, což je zcela v souladu s důkazy z fosilního záznamu.
Na základě molekulárních a genetických údajů evolucionisté upřednostňují hypotézu, že moderní Homo sapiens, jedinci velmi podobní nám, se vyvinuli z archaičtějších lidí asi před 100 000 až 150 000 lety. Domnívají se také, že k tomuto přechodu došlo v Africe, přičemž moderní lidé se poté rozptýlili doAsie, Evropy a nakonec do Australasie a Ameriky.
Objevy pozůstatků hominidů během posledních tří desetiletí ve východní a jižní Africe, na Blízkém východě a jinde se spojily s pokroky v molekulárníbiologii a iniciovaly vznik nové disciplíny – molekulární paleoantropologie. Tato oblast bádání poskytuje stále větší množství důkazů o genetické příbuznosti mezi lidmi a africkými opicemi.
Průzkumy veřejného mínění ukazují, že mnoho lidí věří, že božský zásah aktivně řídil evoluci člověka. Věda se nemůže vyjádřit k tomu, jakou roli mohou hrát nadpřirozené síly v lidských záležitostech. Vědeckézkoumání však dospělo k závěru, že stejné síly, které jsou zodpovědné zaevoluci všech ostatních forem života na Zemi, mohou odpovídat za evolucilidských bytostí.