Vogelknochen sind sehr fragil. Deshalb sind von Eulen und auch von anderen Vögeln nicht viele Fossilien vorhanden, da ihre Knochen aufgrund der Fragilität nicht durch die Jahrtausende hindurch erhalten geblieben sind. Das führt dazu, dass viele Aussagen über die Stammesgeschichte der Eulen nicht auf Fakten, sondern auf bloßen Vermutungen beruhen. Eine weitere Schwierigkeit ist, dass sich Vogelknochen aufgrund fehlender Klassifizierungsmerkmale nur bedingt als solche identifizieren lassen. Obwohl kein Fund bekannt ist, wird angenommen, dass es die ersten Eulen in der Kreidezeit vor 65 Millionen Jahren gegeben hat. Die ältesten bekannten Funde stammen aus dem Paläozän sowie dem Eozän, das heißt, aus der Zeit von vor 65 bis rund 40 Millionen Jahren.
Das einzige bekannte Eulenskelett aus dem Paläozän stammt von einem Ogygopteryx wetmorei, der die einzige Art der Familie der Ogygoptygidae ist. Aus dem Eozän sind sieben Funde bekannt, alle aus der Familie der Protostrigidae. Keine der heute existierenden Eulenarten stammt aus diesen beiden Familien. Die ersten Funde der Eigentlichen Eulen (Strigidae) stammen aus dem unteren Ogliozän. Sie gehörten jedoch bereits ausgestorbenen Gattungen an. Einige Funde aus dem Miozän hingegen stammen von den heute noch existierenden Gattungen Zwergohreule und Kauz. Ebenfalls aus dem Miozän kommen in Frankreich gemacht Funde von Schleiereulen und Maskeneulen.
Eulen existieren sogar in den tropischen Gebieten. Die ersten Funde aus diesen Gegenden stammen jedoch erst aus dem Pleistozän und dem Holozän, also aus der Zeit vor ungefähr zwei Millionen Jahren. Dies heißt aber nicht, dass es dort früher keine Eulen gab, sondern es ist sehr wahrscheinlich, dass es aufgrund des schnelleren Zerfalls der Knochen in warmen Gegenden nicht möglich war, dass Skelette aus früheren Epochen erhalten blieben. Heute existieren zwei Familien: die Eigentlichen Eulen (Stringidae) und die Schleiereulen (Tytonidae). Beide gehören der Ordnung der Eulen (Strigiformes) an, welche zu den Vögeln (Aves) zählt.