Fossiiliset todisteet viittaavat siihen, että Pohjois-Amerikan mustakarhut kehittyivät holarktisesta karhupopulaatiosta noin 3 miljoonaa vuotta sitten. Perustava edeltäjälaji tunnetaan Pohjois-Amerikassa nimellä Ursus abstrusus ja Euraasiassa nimellä Ursus minimus, mutta ne olivat todennäköisesti sama eläin. Euraasian mustakarhut ( Ursus thibetanus ) erosivat Pohjois-Amerikan mustakarhuista jonkin ilmastovaiheen aikana, jolloin esi-isäpopulaatiot eristäytyivät maantieteellisesti toisistaan. Ennen tätä eroa maltillinen ilmasto mahdollisti metsäiset olosuhteet Beringin maasillan toisella puolella. Mutta heikkenevä ilmasto muutti maasillan tundraksi, kun se ei ollut uponnut Beringinmeren alle.
Geneettiset todisteet viittaavat siihen, että Pohjois-Amerikan mustakarhujen läntiset populaatiot erosivat itäisistä populaatioistaan noin 1,8 miljoonaa vuotta sitten. Tämä vastaa pleistoseenin alkua. Vaikka edeltävän plioseenin aikana esiintyi heikkoja jääkausia, ne muuttuivat paljon ankarammiksi pleistoseenin alkaessa. Jäätiköt peittivät suurimman osan Kanadaa ja Kalliovuorten ylänköjä, mikä esti geenivirran itäisten ja läntisten mustakarhupopulaatioiden välillä. Jonkin verran sekoittumista tapahtui (ja tapahtuu tälläkin hetkellä) interglasiaalien aikana, mutta koska jääkauden ilmastovaiheet ovat 5-10 kertaa pidempiä kuin useimmat interglasiaalit, itäisten ja läntisten populaatioiden välinen eristyneisyys on ollut normi.
Muinainen eristynyt populaatio elää Brittiläisen Kolumbian rannikolla ja saarilla. Jäätiköt peittivät suurimman osan Brittiläisestä Kolumbiasta viimeisen jääkauden maksimin aikana, mutta rannikkoa pitkin kulkevalla kaistaleella, mukaan lukien nyt veden alle jäänyt mannerjalusta, oli lauhkea sademetsä, jossa asui mustakarhupopulaatio. Nämä metsät olivat luultavasti suurimman osan vuodesta lumipeitteisiä, mikä on saattanut valikoida valkoiset karhut. Valkoinen väri voi myös parantaa lohenmetsästyksen onnistumista. Vaaleampi väri on kalojen vaikeampi nähdä päivällä. Tänä päivänä tällä alueella on eniten valkopäällysteisiä mustakarhuja, joita kutsutaan myös Kermode- tai henkikarhuiksi. Brittiläisen Kolumbian mantereella yhdellä neljästäkymmenestä mustakarhusta on valkoinen turkki, kun taas joillakin Brittiläisen Kolumbian saarilla yhdellä kahdeksasta on valkoinen turkki. (Ne eivät ole albiinoja.) Useimmissa mustakarhupopulaatioissa valkoiset karhut ovat erittäin harvinaisia muilla alueilla, vaikka silloin kun laji oli yleisempi, siellä esiintyi satunnaisesti valkoturkkisia yksilöitä. Vuoden 1760 rengasjahdissa tapettiin valkoturkkinen karhu (Katso: https://markgelbart.wordpress.com/2014/07/27/the-pennsylvania-mammal-holocaust-of-1760-a-rare-record-of-an-old-fashioned-varmint-drive/ ) Mustakarhut voivat olla myös kanelinvärisiä, vaaleita tai jopa sinisiä.
Kermode- tai Spirit-karhu – mustakarhun valkoinen värivaihe, joka on yleisin Brittiläisen Kolumbian rannikolla. Se on jääkauden jäännepopulaatio.
Sinisen värivaiheen pennut mustakarhuemolta.
Kanelinvärisen värivaiheen emo, jolla on mustan ja vaalean (?) värivaiheen pennut.
Blondi mustakarhu.
Pleistoseenin aikana ennen kuin ihminen vähensi mustakarhukantoja, monet niistä kasvoivat yhtä suuriksi kuin harmaakarhut, ja niiden geneettinen monimuotoisuus oli paljon suurempi. Ne kuitenkin kilpailivat jättiläismäisten lyhytkasvuisten karhujen ( Arctodus simus ) ja Floridan rillipääkarhujen ( Tremarctos floridanus ) kanssa. Avoimissa ympäristöissä edelliset saattoivat mielestäni sulkea mustakarhut pois samalla tavalla kuin harmaakarhut estivät mustakarhuja liikkumasta Kalifornian laaksoissa. Silmäkarhut elivät rinnakkain mustakarhujen kanssa samoissa metsäisissä elinympäristöissä yli miljoonan vuoden ajan, ja monin paikoin ympäristö oli riittävän rikas elättämään molemmat lajit. Mustakarhut olivat sopeutumiskykyisempiä kuin nämä molemmat nyt sukupuuttoon kuolleet lajit. Oletan, että toisin kuin jättiläismäiset lyhytkasvuiset karhut, ne oppivat pelkäämään ihmistä. Kyky vaipua talviunille kylmän sään aikana teki niistä myös laajemmin levinneitä ja menestyneempiä kuin rillipäisistä karhuista, jotka todennäköisesti rajoittuivat alueille, joilla oli lämpimämpi ilmasto.