Ewolucja waleni – historia przemian ewolucyjnych ssaków z grupy waleni. Rozpoczęła się ona na subkontynencie indyjskim, gdzie walenie powstały z parzystokopytnych. Walenie stanowią w pełni przystosowane do środowiska wodnego ssaki morskie należące do grupy parzystokopytnych, z których wydzieliły się około 50 milionów lat temu. Wyewoluowały w eocenie bądź jeszcze wcześniej. Ich najbliższymi współczesnymi krewnymi są hipopotamowate. Jako ssaki muszą wynurzać się na powierzchnię w celu zaczerpnięcia oddechu, mają w płetwach po 5 kości palców rąk, opiekują się młodymi i pomimo w pełni wodnego trybu życia zachowały liczne cechy szkieletu swych lądowych przodków. Odkrycia, począwszy od dokonanych w latach 70. XX wieku w Pakistanie, ujawniły kolejne etapy przejścia waleni z lądu do morza.
Fiszbinowce i zębowce oddzieliły się od siebie co najmniej 36,5 miliona lat temu, podczas drugiej radiacji waleni (pierwsza dotyczyła prawaleni). Adaptacja w postaci echolokacji u zębowców odróżnia je od w pełni wodnych prawaleni i Mammalodontidae, wczesnych fiszbinowców. Obecność fiszbin pojawiała się stopniowo u fiszbinowców. Wczesne formy miały bardzo mało fiszbin, ich wielkość wiąże się z ich rolą i wzrostem udziału filtracji w żywieniu się.