Fosilní důkazy naznačují, že severoameričtí černí medvědi se vyvinuli z holarktické populace medvědů asi před 3 miliony let. Zakládající předchozí druh je v Severní Americe znám jako Ursus abstrusus a v Eurasii jako Ursus minimus, ale pravděpodobně se jednalo o stejné zvíře. Euroasijští černí medvědi ( Ursus thibetanus ) se od severoamerických černých medvědů oddělili během určité klimatické fáze, kdy se předkové populací geograficky izolovali. Před touto divergencí umožňovalo mírné klima existenci lesních porostů na druhé straně Beringova pevninského mostu. Zhoršující se klima však přeměnilo pevninský most na tundru, když nebyl ponořen pod Beringovým mořem.
Genetické důkazy naznačují, že západní populace severoamerických černých medvědů se od svých východních protějšků oddělily asi před 1,8 milionu let. To odpovídá počátku pleistocénu. Ačkoli se slabé doby ledové vyskytovaly i v předchozím pliocénu, na počátku pleistocénu byly mnohem silnější. Ledovce pokryly většinu území Kanady a horních poloh Skalistých hor, čímž zablokovaly tok genů mezi východními a západními populacemi medvědů černých. K určitému míšení docházelo (a dochází i v současnosti) během interglaciálů, ale protože glaciální klimatické fáze jsou 5-10krát delší než většina interglaciálů, byla izolace mezi východními a západními populacemi normou.
Dávná izolovaná populace žije na pobřeží a ostrovech Britské Kolumbie. Během posledního glaciálního maxima pokrývaly většinu Britské Kolumbie ledovce, ale v pruhu pevniny podél pobřeží, včetně dnes ponořeného kontinentálního šelfu, se nacházel deštný les mírného pásma s populací medvědů černých. Tyto lesy byly pravděpodobně po většinu roku pokryty sněhem, což jsou podmínky prostředí, které mohly být příznivé pro bílé medvědy. Bílá barva mohla také přispět k lepší úspěšnosti při lovu lososů. Světlejší barva je pro ryby během dne hůře viditelná. Dnes se v této oblasti vyskytuje nejvíce bíle zbarvených medvědů černých, různě nazývaných medvědi kermode nebo medvědi duchové. Na pevnině Britské Kolumbie má bílou srst 1 ze 40 černých medvědů, zatímco na některých britských ostrovech má bílé pobřeží 1 z 8 medvědů. (Nejsou to albíni.) Bílí medvědi jsou ve většině populací černých medvědů v jiných oblastech velmi vzácní, i když v dobách, kdy byl tento druh běžnější, se občas vyskytovali jedinci s bílým kožichem. Medvěd s bílou srstí byl zabit při kroužkovém lovu v roce 1760 (viz: https://markgelbart.wordpress.com/2014/07/27/the-pennsylvania-mammal-holocaust-of-1760-a-rare-record-of-an-old-fashioned-varmint-drive/ ) Medvědi černí mohou být také skořicoví, blonďatí nebo dokonce modří.
Medvěd kermodský nebo medvěd duchovní – bílá barevná fáze medvěda černého, nejčastější na pobřeží Britské Kolumbie. Jedná se o reliktní populaci z doby ledové.
Modrá barevná fáze mláďat matky medvěda černého.
Kinnamonová barevná fáze matky s mláďaty černé a blond (?) fáze.
Blonďatý medvěd černý.
V pleistocénu, než člověk zredukoval populace medvědů černých, dorůstali mnozí z nich stejně velkých rozměrů jako grizzlyové a měli mnohem větší genetickou rozmanitost. Konkurovali však obřím medvědům krátkozobým ( Arctodus simus ) a medvědům brýlatým ( Tremarctos floridanus ). Domnívám se, že v otevřeném prostředí mohli první z nich vyloučit medvědy černé podobně, jako grizzlyové bránili medvědům černým v rozletu do kalifornských údolí. Medvědi brýloví koexistovali s medvědy černými ve stejných lesnatých biotopech více než milion let a prostředí bylo na mnoha místech dostatečně bohaté, aby uživilo oba druhy. Medvědi černí byli přizpůsobivější než oba tyto dnes již vyhynulé druhy. Předpokládám, že na rozdíl od obřích medvědů krátkozobých se naučili bát člověka. Díky schopnosti hibernovat během chladného počasí byli také rozšířenější a úspěšnější než medvědi brýlatí, kteří byli pravděpodobně omezeni na oblasti s teplejším klimatem.