Fosilní důkazy jasně ukazují, že vačnatci pocházejí z Nového světa. Nejstarší známé fosilie vačnatců (které byly nalezeny v Číně i Severní Americe) pocházejí z doby před přibližně 125 miliony let, z období křídy (před 145 až 66 miliony let). Předpokládá se, že k jejich přítomnosti v Austrálii a na okolních ostrovech došlo v důsledku jediné migrační události, při níž skupina předků vačnatců kolonizovala Austrálii pomocí pozemního spojení s Jižní Amerikou přes Antarktidu. Zda k tomu došlo před vznikem placentálních savců, nebo zda se placentálové do Australasie také dostali, ale brzy vymřeli, je předmětem živých sporů. Přibližně před 65 miliony let byla Australasie izolována od všech ostatních kontinentů a vačnatci se zde vyvinuli do mnoha rozmanitých forem, z nichž jedna, Diprotodon (rod obřích vombatů), konkurovala svou mohutností mastodontům. V Jižní Americe přežívali vedle placentálů a tvořili významnou součást neotropické savčí fauny. Před 125 až 14 miliony let obývali vačnatci také Evropu, Asii a severní Afriku.

Diprotodon
Diprotodon

Diprotodon, vyhynulý druh obřího vombata, který obýval Austrálii v období pleistocénu (před 2,6 miliony až 11 700 lety). Byl blízkým příbuzným žijících vombatů a koal.

Encyclopædia Britannica, Inc.

V Austrálii je sporné, zda domorodý lov, a zejména vypalování krajiny, přispěl k vymizení několika velkých druhů (megafauny) před přibližně 50 000 až 45 000 lety, během pleistocénní epochy (před 2,6 miliony až 11 700 lety). Lidským přičiněním však byli vačnatci zavlečeni na blízké australské ostrovy a zejména na Nový Zéland. Do Nového Irska byl před více než 10 000 lety zavlečen cuscus šedý (Phalanger orientalis) a stejný druh byl před více než 4 000 lety přenesen na Timor. V Austrálii je vačice štětinatá (Trichosurus vulpecula) příkladem vačnatce, který se snadno přizpůsobil měnícím se podmínkám způsobeným lidmi a v některých městských centrech je dokonce hojný. Jeho přizpůsobivost různým lokalitám se vysvětluje tím, že snáší různé druhy potravy, včetně odpadků z domácností. Podobný úspěch zaznamenala vačice virginská v Severní Americe.

Britská kolonizace Austrálie, která začala naplno na počátku 19. století, přinesla metody lovu a odchytu, rozsáhlé vyklízení půdy a introdukci lišek, králíků, koček a ovcí, které brzy vyhnaly několik druhů klokanů a bandikutů. Mnoho dalších druhů, včetně koaly a tasmánského čerta, se ocitlo na pokraji stejného osudu.