Основные данные относительно эволюции вида тигр получены с помощью анализа ископаемых останков и исследований в области молекулярной филогенетики.
На базе кладистического анализа было доказано, что центр происхождения вида располагался в восточной Азии.
Реконструкция ископаемых останков тигров в силу ряда причин довольно сложна: немногочисленность палеонтологических находок, которые в основном сильно фрагментированы; вероятность загрязнения материалов остатками родственных видов и зачастую нечёткое датирование находок.
Древнейшие ископаемые останки тигров известны из северного Китая и о. Ява[7][8]. Близкая к тигру предковая форма Panthera palaeosinensis была небольшой по сравнению с ним кошкой, обитавшей в области Хэнань в Северном Китае с конца плиоцена до начала плейстоцена. Размер этого животного был промежуточным между размерами современных индийских леопардов и подвидов тигра с островов Зондского архипелага. Возможно, Panthera palaeosinensis является крупной формой леопарда или общим предком двух или более видов современного рода Panthera. Чёткое таксономическое положение вида Panthera palaeosinensis требует дополнительных исследований.
Ранние ископаемые остатки тигров также были найдены в пластах Джетис на Яве и были датированы возрастом от 1,66 до 1,81 млн лет. Таким образом, уже приблизительно два миллиона лет назад, в начале плейстоцена, тигр был довольно широко распространён в восточной Азии, обитая также на островах Борнео и Палаван[9]. Считалось, что районом происхождения тигра была территория сегодняшнего северного Китая, но последние палеонтологические данные свидетельствуют о значительно более широком ареале сразу с момента появления его древнейших останков. Ряд палеонтологов считают, что для происхождения данного вида не требовалась изоляция его предков на таком ограниченном участке, как Маньчжурия. Для проявления морфологической и генетической дивергенции тигра от предшествующих и родственных форм достаточно было изоляции отдельных популяций, которая могла произойти в различное время в различных по климату и рельефу районах юго-восточной Азии[8].
Относительно многочисленные ископаемые останки тигров, датируемые периодом от раннего до позднего плейстоцена, известны из Китая, с Суматры и Явы, но в Индии, на Алтае, в Сибири и других районах тигры появились лишь в конце плейстоцена. Также было сделано несколько находок больших кошек, которые были классифицированы как тигры, на территории восточной Берингии, но, тем не менее, ископаемые останки тигров на территории Америки до сих пор не известны. Тигры размером меньше среднего, согласно палеонтологическим данным, в позднем плейстоцене обитали на территории Японии и на Сахалине. Меньший размер данных подвидов, как и современных с островов Зондского архипелага, объясняется явлением островной карликовости.
Согласно сравнительно-анатомическим исследованиям, средний размер тигров в период от плейстоцена к современности уменьшался (за исключением популяций, известных сейчас как амурский тигр бенгальский, в которых средний размер животных не изменился). Данное явление является характерным для плейстоценовых млекопитающих и отображает снижение сезонной биопродуктивности окружающей среды и/или, в случае хищников, уменьшение среднего размера доступной добычи. Голоценовые останки тигров известны с Явы и Калимантана; на последнем острове тигр вымер ещё до нашей эры[9].
Молекулярно-филогенетические данные, полученные с использованием различных методов, подтверждают тесные родственные связи между представителями рода Panthera и доказывают, что вид тигр отделился от общей предковой линии более чем 2 миллиона лет назад, намного раньше льва, леопарда и ягуара. Таким образом, палеонтологические и молекулярно-биологические данные относительно происхождения тигра более или менее подтверждают друг друга[9].
Хотя по молекулярно-биологическим данным до сих пор неясно, является ли восточная Азия именно тем регионом, где состоялось обособление вида от общего предка рода, существует большая масса доказательств в пользу того, что именно отсюда тигры распространялись и на север в северо-восточную Азию и Берингию, и на юг на острова Зондского архипелага, на границу Индийского субконтинента. Относительно позднее появление тигров в Индии подтверждается также и отсутствием тигров на острове Шри-Ланка, который был отделен от материка поднятием уровня мирового океана в начале голоцена. Среди палеонтологов существует некоторое расхождение во взглядах относительно заселения тиграми центральной и юго-западной Азии (ареал каспийского тигра): часть исследователей считает, что тигры проникли туда из северо-восточной Индии, а другие — что из Сибири через юго-восточные районы нынешнего Казахстана[8].
Исходя из зоогеографических данных и несмотря на их отсутствие там в настоящее время, тигры должны были населять остров Калимантан; но находки, подтверждающие это, довольно сомнительны. Тем не менее, туземцы из племени бисайя утверждают, что клыки, которыми они обладают, принадлежат диким тиграм, последние из которых были убиты предками этих туземцев 4—7 поколений назад. Это говорит в пользу того, что тигр на Калимантане вымер приблизительно 200 лет назад. Наилучшим подтверждением существования тигров на Калимантане является недавняя находка верхушки зуба в пещере Ниа в малайзийской части острова (Саравак), в отложениях неолита[8].
