最古のサメは4.9億万年前のドリオドゥス（Doliodus problematicus）だと言われています。2017年にサメのような顎（あご）と胸鰭（むなびれ）の化石が見つかっています。サメの体は、殆ど軟骨でできているので、化石になり難いのです。

3.7億万年前（古生代デボン紀後期）の海にはクラドセラケ (Cladoselache) が生息していました。全長は約1.8メートルです。口は体の下側ではなく先端に位置していました。顎はあまり頑丈ではありません。体形が流線形であることから高速で遊泳していたと思われます。ちなみにサメの軟骨組織中には血管、神経、リンパ管はありません。