Zbog nježne tjelesne građe postoji vrlo malo paleontoloških ostataka leptira pa se do spoznaja o njihovoj evoluciji dolazi posredno, preko ostataka drugih životinjskih skupina ili proučavanjem evolucije biljnih vrsta s kojima su zbog načina života leptiri usko povezani. Najstariji poznati fosil (Archaeolepis mane) je star oko 190 milijuna godina.