Fossiele bewijzen wijzen er duidelijk op dat de buideldieren in de Nieuwe Wereld zijn ontstaan. De oudst bekende fossielen van buideldieren (die zowel in China als in Noord-Amerika zijn gevonden) dateren van ongeveer 125 miljoen jaar geleden, tijdens de Krijtperiode (145 tot 66 miljoen jaar geleden). Hun aanwezigheid in Australië en op nabijgelegen eilanden zou het gevolg zijn van één enkele migratie waarbij een groep voorouderlijke buideldieren Australië koloniseerde door gebruik te maken van landverbindingen met Zuid-Amerika via Antarctica. Of dit gebeurde vóór de opkomst van de placentale zoogdieren of dat de placenta’s ook Australazië bereikten maar al vroeg uitstierven, is een onderwerp van levendige controverse. Ongeveer 65 miljoen jaar geleden was Australazië geïsoleerd van alle andere continentale massa’s, en daar ontwikkelden de buideldieren zich tot vele verschillende vormen, waarvan er één, Diprotodon (een geslacht van reuzenwombats), qua omvang kon wedijveren met de mastodonten. In Zuid-Amerika overleefden zij samen met placenta’s en vormden een belangrijk deel van de Neotropische zoogdierfauna. Buideldieren bevolkten ook Europa, Azië en Noord-Afrika tussen 125 miljoen en 14 miljoen jaar geleden.

Diprotodon
Diprotodon

Diprotodon, een uitgestorven soort reuzenwombat die in Australië leefde tijdens het Pleistoceen Tijdperk (2,6 miljoen tot 11.700 jaar geleden). Het was een nauwe verwant van de levende wombats en koala’s.

Encyclopædia Britannica, Inc.

In Australië wordt betwist of de jacht door de aboriginals, en met name de verbranding van het landschap, heeft bijgedragen tot de verdwijning van verschillende grote soorten (megafauna) zo’n 50.000 tot 45.000 jaar geleden, tijdens het Pleistoceen Tijdperk (2,6 miljoen tot 11.700 jaar geleden). Door toedoen van de mens werden buideldieren echter geïntroduceerd op de nabijgelegen eilanden van Australië en vooral in Nieuw-Zeeland. In Nieuw-Ierland werd de grijze cuscus (Phalanger orientalis) meer dan 10.000 jaar geleden geïntroduceerd, en dezelfde soort werd meer dan 4.000 jaar geleden naar Timor overgebracht. In Australië is de borstelstaartbuidelrat (Trichosurus vulpecula) een voorbeeld van een buideldier dat zich gemakkelijk heeft aangepast aan de veranderende omstandigheden ten gevolge van de mens en dat zelfs in sommige stedelijke centra overvloedig aanwezig is. Zijn aanpassingsvermogen aan verschillende plaatsen wordt toegeschreven aan zijn tolerantie voor een verscheidenheid van voedingsmiddelen, waaronder huishoudelijk afval. De Virginia opossum heeft een gelijkaardig succes gekend in Noord-Amerika.

De Britse kolonisatie van Australië, die ernstig begon in het begin van de 19de eeuw, bracht methodes van jagen en vangen, grootschalige landontginning, en de introductie van vossen, konijnen, katten, en schapen met zich mee, die spoedig verschillende soorten kangoeroes en bandicoots tot uitsterven dreven. Vele andere, waaronder de koala en de Tasmaanse duivel, werden bijna tot hetzelfde lot verdreven.