Trudno jest ustalić prawdziwą datę powstania pierwotniaków, gdyż nie ma żadnych śladów kopalnych po nich. Jedynie wg przypuszczeń uważa się, że powstały one w dolnym prekambrze. Za najstarszą grupę pierwotniaków uważa się wiciowce. Taki pomysł wysnuł E. Pescher już na początku XX wieku. Jest to całkiem słuszna teza, zważywszy, że wiciowce wykazują najprymitywniejsze cechy, upodabniające je do glonów. Jak się okazuje, przodkowie wiciowców rozdzielili się na dwie odrębne linie ewolucyjne. Jedna z nich wykształciła samożywność i dała początek roślinom zielonym. Druga zaś przeszła na cudzożywność i zapoczątkowała grzyby oraz zwierzęta. Za rozdzieleniem na dwie linie przemawia fakt, że do tej pory żyją gatunki miksotroficzne, które mogą zmieniać tryb odżywiania (samo- lub cudzożywność).

Pierwotniaki cudzożywne formowały się w stronę obecnego wyglądu zwierząt. Działo się to na dwa sposoby:

  • poprzez rozwój przystosowawczy jednej komórki - w wyniku którego powstały dzisiejsze pierwotniaki (Protozoa)
  • poprzez rozwój struktur wielokomórkowych oraz ich przystosowań do tworzenia jednego organizmu - w wyniku tego rozwoju powstały wielokomórkowe organizmy należące do Metazoa.

Zarówno pierwszy, jak i drugi sposób ma swoje plusy i minusy. Natomiast drugi sposób wykształcił o wiele więcej gatunków - ok. 2 mln, podczas gdy pierwotniaków (Protozoa) jest zaledwie 30 tysięcy.

Druga grupa pierwotniaków - Zarodziowce powstała w wyniku upraszczania. Niekiedy zarodziowce i wiciowce są łączone w jedną grupę - Sarcomastigophora. Sądzi się, że wiciowce dały także początek sporowcom. Przemawiają za tym podobne gamety oraz haploidalność dwóch typ grup. Możnaby więc rzec, że wiciowce stanowią podstawę dla rozwoju innych grup pierwotniaków.

Najbardziej rozwiniętą grupą pierwotniaków są orzęski. One także pochodzą od najprymitywniejszych wiciowców, ale w budowie orzęski osiągnęły maksimum wśród organizmów jednokomórkowych. Mają one rzęski, które tworzą aparat służący do poruszania się. Jednak w swej strukturze są one identyczne z wiciami (tyle że jest ich więcej). Zdolność przystosowawcza orzęsków związana jest z wykształceniem skomplikowanego aparatu jądrowego - posiadają one bowiem dwa, zróżnicowane pod względem funkcji i struktury jądra. Małe jądro odpowiada za rozmnażanie, duże zaś - za czynności życiowe. Ponadto ich cykl życiowy jest bardziej złożony niż u innych pierwotniaków, choć nie występują tu zwyczajne komórki rozrodcze.

Prosta struktura, jaką wykształciły pierwotniaki, niestety zmusza je do związania życia z wodą. Będąc małymi, posiadają one względnie dużą powierzchnię ciała, co sprawia, że szybciej wysychają. Są one prostymi organizmami, stąd są one organiczone w specjalizacjach, jednak potrafiły wykorzystać swoje rozmiary idealnie.