إن أقدم المستحاثات لحيوان شبيه بالأسد تمّ العثور عليها في موقع ليتولي بتنزانيا ويُقدّر عمرها بحوالي 3.5 مليون سنة؛ وقد قال البعض من العلماء أن هذا الأحفور يعود لأسد حقيقي وليس لسلف له. إلا أن تلك المستحاثات ليست محفوظة بصورة جيدة وما يمكن قوله بهذه الحالة أنها تعود لسنوّر شبيه بالأسود. أما أقدم الأحافير الموثقة والمؤكد أنها تعود لأسد في إفريقيا فيقدّر عمرها بمليونيّ سنة أقل من السابقة.[13] إن أقرب السنوريات إلى الأسد هم الأنواع الثلاثة الأخرى من السنوريات الكبرى المنتمية لجنس النمر: الببر، اليغور، والنمر. أظهرت الدراسات الجينية والتشكليّة أن الببر كان أول من انفصل عن السلف المشترك لهذه السنوريات الأربعة، ومنذ 1.9 مليون سنة انفصل اليغور عن المجموعة المتبقية، والتي احتوت على أسلاف الأسد والنمر المعاصرين. ومن ثم إنشق كل من النمر والأسد عن بعضهما منذ حوالي مليون إلى 1.25 مليون سنة.[14]
تطوّرت الأسود الحالية في إفريقيا خلال الفترة الممتدة بين مليون و800,000 سنة قبل أن تنتشر عبر الإقليم القطبي الشامل (المنطقة التي تشمل معظم آسيا عدا الجنوب الشرقي من القارة والهند، بالإضافة أوروبة وأقصى شمال إفريقيا، وأميركا الشمالية).[15] ظهر الأسد في أوروبة لأول مرة منذ 700,000 سنة في منطقة إسرنيا في إيطاليا، وتعرف هذه السلالة البائدة من الأسود باسم الأسد الأحفوري (Panthera leo fossilis). ومن هذه السلالة تحدّر أسد الكهوف اللاحق (سلالة الكهوف، Panthera leo spelaea) الذي ظهر منذ حوالي 300,000 سنة. وخلال أوائل العصر الحديث الأقرب انتشرت الأسود عبر أميركا الشمالية والجنوبية حيث تطوّرت إلى الأسد الأميركي [16] (السلالة الأميركية، Panthera leo atrox) انقرضت الأسود من شمالي أوراسيا وأميركا عند نهاية العصر الجليدي الأخير، منذ حوالي 10,000 سنة؛ [17] ويُرجّح أن اختفائها حصل بعد أن انقراض حيوانات البليستوسين الضخمة التي كانت تعتمد عليها في غذائها.[18]