蜂鸟大多生活在南美洲热带雨林，在南美洲曾发现100万年前的蜂鸟的化石，因此科学家原认为蜂鸟是源自更新世（Pleistocene）。然而在德国南部科学家却发现了目前世界上最古老的蜂鸟化石，距今已有3000多万年的历史，由此可知，蜂鸟的祖先远在渐新世（Oligocene）的时候就已经出现。

后来的研究表明，在大约4200万年前的欧亚大陆上，蜂鸟便开始从雨燕目中分化出来，随后踏上了前往美洲的道路。

蜂鸟是不可能飞越海洋的，研究者推测它们可能是通过当时的白令海峡的陆桥进入北美，然后向南来到南美洲。

南美洲为蜂鸟的爆发式进化提供了极佳的条件，尤其是安第斯山脉一带。比如在寒冷的高海拔地区，授粉昆虫相对较少，这就为蜂鸟的生存与发展腾出了空间。另外，安第斯山脉也为蜂鸟提供了栖息地。

由此，蜂鸟进化出了南美蜂鸟等九个不同的种。随后一些种类的蜂鸟重新进入北美寻找栖息地。

大约在500万年前，蜂鸟前后共六次进入加勒比海区域。

目前只有南美洲、北美洲及其周边群岛有蜂鸟。