Изучение кариотипической эволюции у животных началось несколько позже, чем у растений, и отличалось на первых порах значительно меньшими масштабами исследований.
Тем не менее, начиная с 30-х годов, предпринимались попытки не только определения признаков кариотипов у отдельных видов разных групп животного мира, но и установления закономерностей кариотипической эволюции у филогенетически близких видов. Исследования кариотипов животных проводились А. А. Прокофьевой (1934, 1935). Они были посвящены изучению морфологических особенностей хромосом некоторых видов рыб (форель, лосось, сиг) и амфибий (аксолотль, тритон, лягушка). Было экспериментально доказано, что хромосомам животных присущи все те морфологические особенности, которыми характеризуются хромосомы растений. Эта работа давала все основания для изучения на филогенетической основе кариотипической эволюции у животных по тем же признакам, по которым она изучалась у растительных видов.
Н. К. Беляев (1930а, 1930б) исследовал кариотипы бабочек отряда Lepidoptera в связи с их филогенией. И. Е. Трофимов и Г. Г. Тиняков (1933) провели сравнительное изучение кариотипов фазана и домашней курицы; Н. Н. Соколов, Г. Г. Тиняков, И. Е. Трофимов (1936а, 19366) изучали кариотипическую эволюцию в отряде Gallinaceae С. Л. Фролова (1936а, 19366) — у различных видов Drosophila, Е. Е. Погосянц (1937) — у воробьиных птиц, и т. д. Среди более поздних работ интерес представляет проведенное И. И. Соколовым исследование кариотипов 60 видов клещей (1954). Это была первая попытка сравнительно-кариологического подхода к данной группе организмов. Затем его ученик Ю. Л. Горощенко (1962) исследовал кариологию аргазовых клещей.
Цитогенетики Фролова, Соколов, Живаго, Погосянц и другие ученики школы Н. К. Кольцова подняли методический уровень кариологических исследований в нашей стране в 50—60-е годы, когда вновь развернулись работы в этом направлении.