บรรพบุรุษของฉลามหัวค้อนทั้งหมดอาจปรากฏขึ้นอย่างฉับพลันในมหาสมุทรของโลกเมื่อประมาณ 20 ล้านปีก่อน และมีขนาดใหญ่พอๆ กับ ปลาฉลามหัวค้อน ร่วมสมัยบางตัว ตามการศึกษาใหม่ที่นำโดยมหาวิทยาลัยโคโลราโดแห่งโบลเดอร์ศาสตราจารย์แอนดรูว์ มาร์ติน ภาควิชานิเวศวิทยาและชีววิทยาวิวัฒนาการของ CU-Boulder จากภาควิชานิเวศวิทยาและชีววิทยาวิวัฒนาการกล่าวว่า เมื่อปลาหัวค้อนวิวัฒนาการขึ้น มันก็เกิดวิวัฒนาการที่แตกต่างกันไปในทิศทางต่างๆ กัน โดยบางชนิดมีขนาดใหญ่ขึ้น บางชนิดเล็กลง และลักษณะพิเศษของหัวค้อนของปลาก็เปลี่ยนไปทั้งขนาดและรูปร่าง