I fossili forniscono una testimonianza della vita sulla Terra da 1 miliardo di anni fa, mostrando come gli organismi, gli animali e le piante sono cambiati nel tempo. Questi record possono essere datati, quindi sono un fisico rappresentazione dell'evoluzione, come il modo in cui i pesci antichi hanno sviluppato un osso nella loro mascella nel tempo.
Secondo BioLogos, i fossili che provengono da circa 1 miliardo di anni fa mostrano che la prima vita sul pianeta consisteva in organismi che erano unicellulari. I fossili di circa mezzo miliardo di anni dopo mostrano che quelle singole cellule si erano sviluppate in organismi con più cellule. In altre parole, i fossili mostrano che gli organismi si sono evoluti per un lungo periodo di tempo, passando da una vita più semplice a una vita più complessa. Questo schema è continuato nel corso della storia, poiché le forme di vita sono diventate sempre più complesse.
Ogni singolo fossile è in gran parte inutile come prova dell'evoluzione, ma nel corso del tempo gli scienziati hanno scoperto una significativa documentazione fossile di varie specie. Questi fossili sono spesso chiaramente riconoscibili come antenati delle specie moderne. I fossili sono anche coerenti all'interno delle regioni geologiche, dimostrando che queste specie a sviluppo graduale vivono per lo più nella stessa area e consentono agli scienziati di studiare ulteriormente le popolazioni isolate. I cambiamenti incrementali sono anche accuratamente documentati per alcune specie. Ad esempio, la registrazione evolutiva del cambiamento dall'Eohippus preistorico al cavallo moderno è ben documentata; Eohippus era un equide a quattro zampe corto che viveva 60 milioni di anni fa e si è sviluppato gradualmente nell'equino moderno con un solo piede.
L'evoluzione non va in una sola riga, evolvendosi da una forma di vita a quella successiva. Infatti, secondo il sito web Smithsonian, l'homo sapiens si è evoluto in una grande famiglia di altre specie umane, sebbene l'homo sapiens (la specie di umani sul pianeta ora) fosse l'unica specie sopravvissuta.
Anche se ci sono alcune lacune e altre anomalie inspiegabili nei reperti fossili, la maggior parte delle prove supporta fortemente la teoria dell'evoluzione. Altre teorie che sono state avanzate, come il creazionismo, contraddicono fortemente la documentazione sui fossili. Gli scienziati continuano a studiare e conoscere i fossili nella speranza di spiegare eventuali anomalie e ottenere una comprensione più approfondita del processo evolutivo, e dal 2014 le prove scientifiche supportano l'evoluzione.