胰岛素可能起源于十亿多年前。胰岛素的分子起源至少可以追溯到简单的单细胞真核生物。[16]除了动物，真菌和原生动物王国中也存在胰岛素样蛋白质。
胰岛素是由以下物质产生的β细胞的胰岛,大多数脊椎动物和布罗克曼体在一些地方硬骨鱼。锥形蜗牛和郁金香圆锥捕食小鱼的有毒海螺在毒液混合物中使用改良形式的胰岛素。胰岛素毒素在结构上更接近鱼类，而不是蜗牛的天然胰岛素，它通过降低猎物的血糖水平来减缓猎物的速度。
胰岛素产生于胰腺和布罗克曼体(在一些鱼中)，当检测到几种刺激中的任何一种时释放。这些刺激包括由食物消化引起的血浆氨基酸和葡萄糖浓度的升高。碳水化合物可以是单糖的聚合物或单糖本身。如果碳水化合物包括葡萄糖，那么葡萄糖将被吸收到血流中，血糖水平将开始上升。在靶细胞中，胰岛素引发信号转导，这具有增加的效果葡萄糖吸收和储存。然后，胰岛素降解，终止反应。
在哺乳动物中，胰岛素是在胰腺的β细胞中合成的。一百万到三百万个胰岛形成了内分泌的胰腺的一部分，主要是外分泌的 腺。内分泌部分仅占胰腺总质量的2%。在胰岛中，β细胞占所有细胞的65-80%。
胰岛素由两条多肽链组成，即由二硫键连接在一起的α链和β链。然而，它首先被合成为一种叫做前胰岛素原在β细胞中。胰岛素前体含有24个残基信号肽这将新生多肽链导向粗糙的内质网(RER)。当多肽转移到RER腔时，信号肽被切割，形成胰岛素原。在RER，胰岛素原折叠成正确的构象，形成3个二硫键。胰岛素原在内质网中组装后约5-10分钟，被转运到形成未成熟颗粒的跨高尔基体网络。运输到TGN可能需要大约30分钟。
胰岛素原通过被称为激素前转化酶（PC1和PC2)，以及胞外蛋白酶羧肽酶E。内肽酶在2个位置裂解，释放出一个叫做c肽并且留下2条肽链，即由2个二硫键连接的B链和A链。切割位点分别位于一对碱性残基(赖氨酸-64和精氨酸-65，精氨酸-31和精氨酸-32)之后。在切割C肽后，这两对碱性残基被羧肽酶除去。这c肽是胰岛素原的中心部分，胰岛素原的一级序列按“B-C-A”的顺序排列(根据质量鉴定B链和A链，随后发现了C肽)。
得到的成熟胰岛素被包装在成熟颗粒中，等待代谢信号(如亮氨酸、精氨酸、葡萄糖和甘露糖)和迷走神经刺激从细胞中分泌到循环中。
