Augu evolūcijas vēsture sākas ļoti sen. Aļģes, iespējams, ir pastāvējušas uz mitras zemes vairāk nekā miljardu gadu, bet augi, tāpat kā Plantae valstībā, parādījās ne agrāk kā pirms 700 miljoniem gadu. Šis skaitlis ir iegūts no molekulārās ģenētikas analīzes, kas liecina, ka aptuveni šajā laikā zemes augi ir atdalījušies no zaļajām aļģēm, lai gan šo skaitli neapstiprina fosilās liecības. Agrākā augu evolūcijas vēsture uz zemes parādās agrīnā Ordovika periodā, apmēram pirms 475 miljoniem gadu, lai gan daudziem paleobotāniķiem ir aizdomas, ka augi bija Kembrija periodā, pirms 500 miljoniem gadu.
Pirmie sauszemes augi bija ne-asinsvadu briofīti, ko mūsdienās pārstāv sūnas, tauriņzāles un aknu kārpiņas. Šie augi, kuriem nebija asinsrites audu, bija diezgan īsi, no 1 līdz 100 mm (4 collas) biezi. Šie bryofīti pārstāvēja bazālo grupu augu evolūcijas vēsturē. Viņi varēja izdzīvot tikai ļoti mitrās vietās, kur visas šūnas var viegli uzņemt ūdeni tieši, un to sporas varēja viegli izkliedēt. Sporas, kurām trūkst aizsargpārklājuma, ir salīdzinoši trauslas un pakļautas izžūšanai (izžūšanai). Zinātnieki uzskata, ka pirmie sauszemes augi, iespējams, ir radījuši priekšnoteikumus dzīvnieku kolonizācijai uz zemes, atdalot oglekļa dioksīdu no atmosfēras biopolimēra lignīnā. Tas palielināja atmosfēras daļu, kas satur skābekli, padarot to pieejamāku dzīvniekiem, kas elpo ar skābekli, piemēram, pirmajiem sauszemes posmkājiem un mīkstmiešiem.
Apmēram pirms 425 miljoniem gadu parādījās pirmie vaskulārie augi, piemēram, vienkārši bifurkācijas sporangijas (sporas veidojošā struktūra) ar Kuksonijas galu un neparasti attīstītā Baragwanathia, kas sastopama Austrālijā. Lēnām augi auga augstumā, no dažiem centimetriem līdz aptuveni 20 centimetriem (8 collas). Šajā brīdī augi izplatās galvenokārt veģetatīvās augšanas ceļā, jo sporas nevarēja izkliedēt ļoti tālu no mātesauga. Zinātnieki, kas pēta augu evolūcijas vēsturi, smagi strādā, cenšoties noteikt, kurš sauszemes augs patiesībā bija pirmais un kā izskatījās tā ekosistēma.
Visā devona periodā (pirms 416–360 miljoniem gadu) augi pakāpeniski pieauga, lai kļūtu tikpat lieli kā mūsdienu masīvās papardes. Devona sākumā augi pārsvarā nebija vaskulāri un attiecīgi deminutīvi, bet perioda beigās bija attīstījušies sēklas nesošie augi, veidojot milzīgus mežus. Botāniskās daudzveidības sprādziens šajā periodā tika saukts par “devona sprādzienu”. Tikmēr jūrās valdīja zivis.
Nākamais nozīmīgais jauninājums augu evolūcijas vēsturē bija daudz vēlāk, krīta periodā, kad pirmo reizi parādījās ziedoši augi (angiospermas). Izmantojot ziedus, lai piesaistītu bites, kuras pēc tam apputeksnētu citus augus, segsēkļi bija ģenētiski daudzveidīgi un ar lieliem evolūcijas panākumiem. Viena no jaunākajām augu šķirnēm ir stiebrzāles, kas attīstījās no segsēkļiem tikai pirms 35 miljoniem gadu.