据专家研究，鲸鱼从现在开始在5500万年前回到海里，在漫长的进化中，鲸鱼的呼吸器官“鼻子”已经从脸进化到头顶。这就是我们现在说的“气孔”、“气孔”通常是封闭的，只有在睡眠出来的时候才会打开，喷出尾气，呼吸新鲜空气。这种呼吸方式本质上与陆地上的哺乳动物没有什么不同。鲸鱼“喷水”的现象其实不是水，而是鲸鱼内温暖的气体冰冷凝结的水滴。除了改变呼吸方式外，鲸鱼还培养了“憋气神功”。
鲸鱼每次呼吸都能在水里呆很长时间。例如，抹香鲸一次可以在水里呼吸两个小时，这是人类无法想象的，人类在水下憋气的最长时间只有19分钟。鲸鱼之所以能忍受这么长时间，是因为鲸鱼体内的血红蛋白和肌红蛋白浓度远高于人类。人类每次呼吸只能使用呼吸肺的氧气的25%，但鲸鱼利用氧气的比例高达90%。其实不是那样的。在人类饲养鲸鱼和海豚的过程中，鲸鱼的睡眠方式很久以前就被发现了。一个是垂直或水平漂浮在水面附近，另一个是在同事的帮助下在水里慢慢游动。例如，抹香鲸就像在海面附近垂直睡觉的巨大树木，船只在上面过不去引起抹香鲸的兴趣。
鲸鱼是从陆生哺乳动物的进化开始，从5000万年前开始就与羊的形状、大小、体重相似的蹄类哺乳动物，被称为印度岛霍斯或巴基鲸，但也可能是杂食或食肉动物。和现在的鲸鱼和海豚没有相似之处。由于未知的原因，倾向于生活在水里。首先进化成和水獭相似的东西。接着，以与今天的海豹、海狮、海象、海牛相似的样子被称为景色鲸，从陆生动物进化成水生动物至少需要1500万年，有足够的化石证明它们的进化。
来自巴基斯坦的四组早期鲸鱼化石可以在鲸鱼适应水下生活的同时说明耳朵的进化过程，4300-4600年前的鲸鱼还有短腿、长尾、长嘴和强壮的后腿。这个阶段的鲸鱼被称为罗德侯鲸，被认为是散布在世界热带海洋中的第一条鲸鱼，一个共同的特点是它已经进化成了一套能够适应水下生活的鲸鱼。
鲸鱼是哺乳动物需要呼吸，为何还生活在海里？