Mentre la sua esatta storia evolutiva è ancora in fase di ricerca, gli scienziati credono che l'ornitorinco si sia evoluto da un antenato comune con altri monotremi (mammiferi che laying uova) che vivevano nel supercontinente Oltre 100 milioni di anni fa.
Mentre Gondwana si staccò, l'Australia si isolava, permettendo all'ornitorinco di evolversi in un relativo isolamento, sviluppando le sue caratteristiche distintive.