Während des Paläozoikums gab es vielzellige Organismen wie Trilobiten, Weichtiere, kieferlose Fische, Algen und schließlich Kieferfische, Haie, Pflanzen und frühe Amphibien und Reptilien. Am Anfang gab es war eine Zunahme der Vielfalt mehrzelliger Tiere, während das Ende der Ära durch das größte Massensterben der Geschichte gekennzeichnet war.
Während des Kambriums des Paläozoikums dominierten untere Aasfresser-Trilobiten. Archaeocyathiden waren schwammartig und lebten in Riffen. Es gab auch Weichtiere, Schnecken und einfache Algen. Das älteste bekannte Tier mit einem Wirbel war der kieferlose Fisch.
Im Ordovizium gab es am Boden lebende Meerestiere wie Brachiopoden. Während der Devonzeit entwickelten sich Haie und Knochenfische. Die ersten Gefäßpflanzen hatten keine Wurzeln oder Blätter. Auch Farne wuchsen. Die Tannenlandtiere waren Wirbellose wie Skorpione, Tausendfüßler und Spinnen. Amphibien haben sich aus Lappenflossenfischen entwickelt. Auch Kakerlaken, Libellen und Reptilien haben sich entwickelt.
