Se conoce la presencia de organismos eucariotas desde hace 1900 MA (millones de años), aunque los detalles de sus orígenes aún no están claros. En la era Proterozoica no hay registros fúngicos seguros (aunque se supone su presencia), ni tampoco al inicio de la era Paleozoica, en el periodo Cámbrico. En el Ordovícico se inicia la colonización de tierra firme, pero habrá que esperar hasta el Silúrico (hace 438-408 MA) para dar con oomicetos asociados a invertebrados marinos y, lo que es más notable, hifas fúngicas en entornos terrestres (por ejemplo, presuntos ascomicetos asociados a microartrópodos). Según algunos investigadores, ya en esta época estarían presentes los principales grupos fúngicos. En el Devónico, la diversificación de los vegetales proporcionó aún más oportunidades para los hongos, y se dispone de los primeros fósiles de endomicorrizas VA (Glomales) y quítridos. Posteriormente el registro fósil fúngico se hace más abundante, y demuestra que los hongos han tenido una historia larga y estable a lo largo de los últimos millones de años.

Recientemente se ha constatado que un género fósil, Prototaxites, anteriormente considerado una planta, era en realidad un hongo gigante. Prototaxites vivió entre el Silúrico y el Devónico (hace 420-370 MA) y cuando fue descubierto se creyó que el fósil correspondía al tronco de una conífera. Posteriormente hubo quien pensó que se trataba de un alga e incluso de un hongo, pero hubo que esperar hasta el siglo XXI para que los análisis mofrológicos detallados, así como de los isótopos de carbono, demostraran su naturaleza fúngica. Como se aprecia en esta noticia de la Universidad de Chicago, los carpóforos de estos hongos dominaban el paisaje terrestre en esta época tan temprana. Probablemente, se trataba de una especie saprofita, descomponedora. Su enorme tamaño podría deberse a la ausencia de animales herbívoros (o fungívoros, mejor dicho).

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