W erze paleozoicznej istniały organizmy wielokomórkowe, takie jak trylobity, mięczaki, ryby bezszczotkowe, wodorosty i wreszcie ryby szczękowe, rekiny, rośliny i wczesne płazy i gady. Na początku był wzrost różnorodności zwierząt wielokomórkowych, podczas gdy koniec ery był naznaczony największym masowym wymarciem w historii.
W okresie kambryjskim okresu paleozoicznego dominowały trylobity denne zmiatacza. Archeocentylidy były gąbczaste i żyły w rafach. Istniały także mięczaki, ślimaki i proste algi. Najstarszym znanym zwierzęciem z kręgiem była ryba bezszczotkowa.
W okresie ordowiku były morskie zwierzęta morskie, takie jak ramienionogi. W okresie dewonu wyewoluowały rekiny i kościste ryby. Pierwsze rośliny naczyniowe nie miały korzeni ani liści. Rosły też paprocie. Jałowe zwierzęta lądowe były bezkręgowcami, takimi jak skorpiony, krocionogi i pająki. Płazy wyewoluowały z płetwiastych ryb. Karaluchy, ważki i gady również ewoluowały.
