W okresie eocenu, ok. 40 milionów lat temu, obszar doliny Wadi al-Hitan tworzył płytką zatokę Oceanu Tetydy przy ujściu paleorzeki Dżilf. Najprawdopodobniej, miejsce to było celem corocznych wędrówek samic prawaleni, by wydać tu na świat potomstwo. W Wadi al-Hitan występują również szczątki lasów namorzynowych porastających w eocenie południowe wybrzeże Oceanu Tetydy.
Historia Pierwsze opisy skamieniałości z regionu Fajum sporządził w 1845 roku A.B. Orlebar.
W 1884 roku oraz w 1886 roku niemiecki botanik Georg Schweinfurth (1836–1925) działający na terenie Egiptu i Sudanu od 1863 roku, badając tereny Kasr as-Sagha odkrył liczne skamieniałe szkielety wymarłych ssaków morskich, m.in. z rodzaju Zeuglodon z okresu eocenu. Podczas drugiej ekspedycji od Wadi al-Hitan dzieliło go kilka kilometrów, jednak do samej doliny nie dotarł z uwagi na problemy organizacyjne. Swoje doświadczenia opisał w artykule Reise in das Depressionsgebiet im Umkreise des Fajum im Januar 1886 opublikowanym w 1886 roku w Zeitschrift der Gesellschaft für Erdkunde zu Berlin. Zebrane przez Schweinfurtha skamieniałości zostały przekazane do Muzeum Historii Naturalnej przy Uniwersytecie Humboldtów w Berlinie, gdzie badał je Wilhelm Dames (1843–1898).