Teorie diverse sono state formulate relativamente alla comparsa e all’evoluzione degli squali, ma questo è abbastanza consueto in questo campo: le informazioni in possesso degli studiosi possono sempre subire aggiornamenti grazie a nuovi ritrovamenti da parte dei paleontologi. Il fossile più comune con cui hanno a che fare i paleontologi sono proprio i denti di squalo e questo dipende principalmente da due fattori: il primo è che gli squali sin dall’inizio della loro esistenza hanno sviluppato il meccanismo di ricambio frequente della dentatura, lasciando nei fondali marini una grande quantità di denti; il secondo motivo è legato all’elemento inorganico presente nel dente dello squalo, che è l’apatite (fosfato di calcio) ovvero lo stesso delle ossa, quindi di facile fossilizzazione.

La comparsa degli squali è fatta risalire a circa 350 milioni di anni fa (periodo Devoniano: da 410 a 355 milioni di anni fa) e la comparazione con i fossili dimostra che sono rimasti pressoché immutati negli ultimi 70 milioni di anni. Quasi sicuramente gli squali si sono evoluti a partire dai Placodermi, un gruppo di pesci primitivi simili a granchi con la coda, ma dotati di bocca con mascelle. Fra i Placodermi vi sono gruppi sorprendentemente diversi in quanto a mascelle e pinne, con esemplari fra il genere Dinichrhys di dimensioni rilevanti (oltre i sette metri); proprio su questi ultimi, appartenenti agli Artrodiri, si possono notare affinità con le chimere (pesci cartilaginei attuali, appartenenti alla sottoclasse degli Olocefali) e per questi motivi si è proposto di considerare questi placoderini come antenati di tutti i pesci cartilaginei (classe dei Condritti).

Sembra che le mascelle degli squali ancestrali siano derivate da una modificazione del primo arco branchiale. Nei più primitivi tra gli squali conosciuti, i cladodonti, la bocca era terminale (sulla punta del muso) più che ventrale (inferiore) e le lunghe mascelle erano formate da una singola cartilagine inferiore e superiore. La mascella superiore era saldamente fissata al cranio con legamenti che consentivano pochi movimenti indipendenti, ed era sostenuta posteriormente (come la mascella inferiore) dalle cartilagini del secondo arco branchiale. I cladodonti probabilmente erano degli attivi predatori pelagici, ma le mascelle lunghe ed i denti appuntiti erano un adattamento utile per afferrare e dilaniare la preda più che per tagliare o segare come fanno gli squali moderni. Tra le specie viventi lo squalo dal collare ha una mascella che assomiglia abbastanza a quella primitiva.
Negli squali ibodonti che vennero dopo i cladodonti, la mascella si accorciò (consentendo loro di avere un morso più potente) ed i denti si modificarono, diventando adatti sia a tagliare sia a triturare; ciò consentì agli ibodonti di predare anche animali come i molluschi ed altri invertebrati. Specie simili sono presenti ancora oggi: sono gli squali di Port Jackson.

Gli squali sin dall’inizio della loro evoluzione hanno rigidamente conservato le caratteristiche legate ai loro schemi costruttivi adottando abitudini predatorie molto vicine a quelle attuali e sono fra le poche specie animali che hanno attraversato varie ere geologiche con un successo eccezionale e questo proprio grazie ai "moduli costruttivi" ereditati dai loro primitivi antenati. L’evoluzione della specie però ha rappresentato una aspetto fondamentale nella conquista di posizioni privilegiate nella catena alimentare come dimostrano alcuni efficaci ed affascinanti adattamenti ad una grande varietà di nicchie ecologiche ed ai rigori imposti dall’ambiente marino, adattamenti che hanno reso gli squali fra i predatori più importanti dei mari.

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