Najstarsze znalezione szczątki sowy są datowane na ok. 61 mln lat (dla porównania wielkie wymieranie dinozaurów nastąpiło 66 milionów lat temu). Zostały znalezione w amerykańskim stanie Kolorado i należały do taksonu Ogygoptynx. 

Pierwotnie wszystkie sowy były przystosowane do polowania nocą, jednak niektóre gatunki powróciły do dziennych polowań. Na pierwszy rzut oka widać kilka cech łączących sowy i szponiaste – podobne dzioby, szpony, czy umiejętność widzenia stereoskopowego. Biorąc pod uwagę te cechy, można by mylnie przypuszczać, że sowy są blisko spokrewnione ze szponiastymi – bynajmniej – jest to dobry przykład ewolucji zbieżnej. Najbliżej spokrewnionym z sowami jest… lelek.

Dlaczego sowy upodobały sobie noc? Większość ptaków wtedy śpi, więc jest to świetna nisza którą można zapełnić – za dnia są aktywne szponiaste, natomiast noc należy do sów. W dodatku wiele potencjalnych sowich ofiar prowadzi nocny tryb życia np. gryzonie. A jeśli nastaje zima i liczebność oraz dostępność pokarmu są ograniczone, to dzięki dłużej trwającej nocy, zwiększa się szansa na skuteczne polowanie. Z drugiej strony – kiedy niektóre gatunki sów zawędrowały na północ, musiały przystosować się do dnia polarnego i w ten sposób wtórnie zaadaptować się do dziennego polowania.

Sowy żyją na wszystkich kontynentach z wyjątkiem Antarktydy. Większość z nich jest związana ze środowiskiem leśnym, ale niektóre gatunki zamieszkują tereny wiejskie i są przyzwyczajone do obecności człowieka (np. płomykówka, pójdźka). Na świecie występują także pojedyncze gatunki, które wybierają do życia inne, trudne środowiska jak pustynia (np. sowa kaktusowa), czy arktyczna tundra (sowa śnieżna).

Wszystkie obecnie żyjące gatunki sów (rząd Strigiformes) zostały usystematyzowane w dwóch rodzinach: płomykówkowate (Tytonidae) lub puszczykowate (Strigidae). Do płomykówkowatych należą zaledwie dwa gatunki sów –płomykówka (występująca kosmopolitycznie, w tym u nas) oraz puchówka (zamieszkująca Afrykę oraz Azję). Natomiast pozostałe niemal 190 gatunków sów, zalicza się do rodziny puszczykowatych.