Najbliższym przodkiem żółwi słoniowych jest niewielki gatunek żółwia zamieszkujący Chile (Chelonoidis chilensis). Najprawdopodobniej żółwie słoniowe wyewoluowały z dużo mniejszych żółwi, ponieważ warunki panujące na wyspach Galapagos umożliwiły przeżycie oraz rozmnażanie się dużo większych osobników. Ponieważ żółwie słoniowe są w stanie pływać, to najprawdopodobniej mniejsze osobniki będące przodkami tego gatunku przypłynęły na wyspy Galapagos wraz z prądem morskim (np. prądem Peruwiańskim).
Żółwie słoniowe przypłynęły wraz z prądem Peruwiańskim na wyspy Galapagos. Aby zaludnić wyspy, wystarczyło, że tylko kilka żółwi dotarło na wyspy Galapagos. Żółwie słoniowe potrafią dożyć nawet 300 lat, a dojrzałość płciową osiągają w wieku 40 lat. Dopiero co wyklute żółwie ważą jedynie 10 gramów.