Pierwszym kopalnym ssakiem, który pod względem morfologii zębów przypomina naczelne jest wczesnopaleoceński maleńki purgatorius z Ameryki Północnej (Montana). Purgatorius miał prymitywny, ssaczy wzór zębowy 3.1.4.3 (kły.siekacze.przedtrzonowe.trzonowe), ważył 60-90 g i niewątpliwie jego dietę stanowiły owady.
W paleocenie i wczesnym eocenie na terenie Ameryki Pn. i Europy występuje bardzo zróżnicowana grupa (rząd) naczelnokształtnych, przypominających wiewiórki ssaków - plezjadapidów (Plesiadapiformes).

Grupa ta odniosła wielki ewolucyjny sukces.
Ich wzór zębowy zasadniczo miał postać 3.1.3.3, masa ciała wynosiła od ok. kilkunastu gramów do kilku kilogramów, a formą lokomocji była przede wszystkim nadrzewna lub naziemna czworonożność (choć niektóre gatunki miały zdolności lotu ślizgowego, podobnie jak dzisiejsze ssaki z rzędu Dermoptera - latawce). Chociaż plezjadapidy były najbardziej naczelnokształtnymi ssakami paleocenu, wszystkie ich rodzaje posiadają unikatowe specjalizacje zębów, które wykluczają je z pozycji przodka wczesnych małpiatek.

Pierwsze naczelne przypominające dzisiejsze małpiatki, pojawiły się w tropikalnym klimacie kontynentów półkuli północnej z początkiem eocenu, ok. 54 mln lat temu (w zasadzie jednocześnie w Europie i Ameryce Północnej) i należały do bardzo pospolitych ssaków tej epoki.
W odróżnieniu od paleoceńskich plezjadapidów, miały już cechy charakterystyczne dla współczesnych naczelnych: krótszy pysk, większą, bardziej zaokrągloną mózgoczaszkę, pierścień kostny wokół oczodołu (tzw. oczodół pierścieniowaty), przeciwstawny paluch stopy i paznokcie zamiast pazurów. Wyróżnia się 2 grupy (nadrodziny) eoceńskich naczelnych: lemurokształtne adapidy (Adapoidea, od rodzaju Adapis) i wyrakokształtne omomyidy (Omomyoidea, od rodzaju Omomys).

Adapidy były z reguły większe (masa ciała do kilku kilogramów), dzienne, owoco- i liściożerne; omomyidy - mniejsze (masa ciała do 500 g), nocne, owoco- i owadożerne. Wzór zębowy obu nadrodzin zasadniczo miał postać 2.1.4.3. Sposób lokomocji podobny - nadrzewna czworonożność i spionizowane skoki. Pochodzenie wczesnych małpiatek nie jest znane.

Pod koniec eocenu, na skutek dryfu kontynentów, Ameryka Północna oddzieliła się ostatecznie od Eurazji, w związku z czym dalsza ewolucja naczelnych przebiegała niezależnie na kontynentach Nowego i Starego Świata (nie było jeszcze połączenia między Ameryką Pn. a Pd.).
Na przełomie eocenu i oligocenu (ok. 34 mln lat temu) nastąpił wyraźny spadek globalnej temperatury i, z początkiem oligocenu, obecne dotąd na półkuli północnej naczelne kompletnie znikają z Europy, a stają się bardzo rzadkie w Ameryce Pn. W tym samym czasie, na terenie Afryki północnej i Azji Południowo-Wschodniej, w wilgotnych tropikalnych lasach, pojawiają się pierwsi przedstawiciele małp. W oligocenie wyewoluowały małpy wąskonose i przodkowie południowoamerykańskich małp szerokonosych, które w jakiś sposób (najprawdopodobniej z Afryki) dotarły do Ameryki (prawdopodobnie nie później niż 26 mln lat temu).

Wyróżnia się 2 grupy (nadrodziny) oligoceńskich małp: prymitywne parapiteki (Parapithecoidea) - o wzorze zębowym dzisiejszych małp szerokonosych: 2.1.3.3, i propliopiteki (Propliopithecoidea) - o wzorze zębowym dzisiejszych małp wąskonosych: 2.1.2.3; ich przedstawicielem jest egiptopitek.

Aegyptopithecus zeuxis

Najlepiej znane oligoceńskie formy małp ze stanowiska Fayum (Egipt) były małej do średniej wielkości (do kilku kilogramów), ich zęby wskazują na owoco- i nasionożerność (nie liściożerność), a ich sposobem lokomocji (podobnie jak ich eoceńskich przodków) była nadrzewna czworonożność i spionizowane skoki (brak form naziemnych i brachiacyjnych). Z której grupy małpiatek wywodzą się małpy, nie bardzo wiadomo.
Istnieje generalna zgoda, że spośród żyjących naczelnych, małpy bliżej są spokrewnione z wyrakami, niż z lemurami. Ale gdy weźmie się pod uwagę materiały kopalne, kwestia komplikuje się i do tej pory pozostaje nierozstrzygnięta.

W miocenie (23-5 mln lat temu) klimat się ocieplił, a Afryka stała się wilgotniejsza. Małpy wąskonose różnicują się na małpy człekokształtne (hominoidy) i zwierzokształtne (te występują dopiero od środkowego miocenu, ok. 18 mln lat temu). Oprócz form nadrzewnych pojawiają się formy naziemne; pojawia się również nowy sposób lokomocji - brachiacja. W miocenie nastąpiła największa radiacja hominoidów, które stają się bardzo liczne w Afryce, potem także w Europie i Azji.