He encontrado este estudio de María Antonia Martín, en el que se describe la gramaticalización de la frase desde luego. Por gramaticalización se entiende un proceso histórico en el que una palabra deja de tener un significado referencial y pasa a tener solo una función gramatical.
Originalmente la expresión desde luego significaba lo que significa la unión de las palabras "desde" y "luego", esto es, a partir de un momento muy próximo, con función de complemento circunstancial de tiempo. Por ejemplo, en el siguiente fragmento del Quijote...
Vine en fin donde el duque Ricardo estaba, fui dél tan bien recibido y tratado, que desde luego comenzó la envidia a hacer su oficio[...]
...la envidia no comenzó "por supuesto", sino inmediatamente. Esta acepción está en la RAE, como se indica en la respuesta de @pferor, y por supuesto ha dejado de usarse, aunque el documento de Martín recoge ejemplos de hasta 1932, y todavía está en el lenguaje judicial (puede verse en este diccionario jurídico online). Un uso similar se puede apreciar en el chilenismo desde ya, que significa desde ahora mismo.
Según Martín, "a través de un proceso de gramaticalización de índole pragmática (inferencial)" el uso original derivó al actual, en el que la frase ya no es un complemento que indica la circunstancia temporal del núcleo, sino una marca de modalidad que se adjunta a toda la proposición, y que puede ser reemplazado, como todos sabemos, por sin duda, ciertamente o evidentemente. Incluso en algunos casos la frase es en sí una oración independiente:
-¿Vas a venir?
-Desde luego.
Con respecto a la gramaticalización inferencial hay abundante información en la internet. Como ejemplo puedo decir que es el proceso que subyace a la formación del tiempo futuro de tipo voy a cantar (el verbo "ir" dejó de significar "desplazarse de un lugar a otro") o la interjección a ver (que no significa "a" + "ver").
