白暨豚是很古老的动物，根据化石考证的结果，至少在4000万年的中新世和上新世就已经存在，比大熊猫还要古老，是真正的“活化石”。与其他鲸类一样，它原来也是陆地上的动物，由于环境变迁，再次回到水中。 

根据古生物学家们通过化石考证，白暨豚在第三纪中新世及上新世就已经出现在中国长江流域。1981年9月，中国地质学家在广西桂平发现了一块下颌骨化石片段。这件下颌骨化石属于一种古老的白暨豚，称为原白暨豚（Parapontoporia，亦称太平剑吻鲸）。化石记录着原白暨豚在大约2000多万年前的古老性状，与现今的白暨豚相比变化不大。白暨豚依然保留着不少原白暨豚的骨骼位置。白暨豚之所以进化缓慢，可能是因为过去的生存竞争或环境变化较少的缘故，从而保留了祖先的古老形状，因此被称为“活化石”、“水中大熊猫”。

1914年，美国野外博物学家查尔斯·麦考利·霍伊（Charles M. Hoy）在中国的洞庭湖地区收集到了一个白暨豚标本，将其带回美国后，时任美国史密森尼学会（Smithsonian Institute）会长兼学者的加勒特·米勒（Garrett S. Miller）对其从形态学、解剖学，以及其骨骼、牙齿位置等进行研究。1918年，米勒在论文《来自中国的一个淡水豚新种》中确认白暨豚为一种独特的新物种，并定下了拉丁语学名“Lipotes vexillifer”和英文名“Chinese river dolphin”（直译为“中国江豚”）。白暨豚正式成为一种国际承认的新物种。