Paleozoik Dönem boyunca trilobitler, yumuşakçalar, çenesiz balıklar, deniz yosunları ve en sonunda çeneli balıklar, köpekbalıkları, bitkiler ve erken amfibiler ve sürüngenler gibi çok hücreli organizmalar vardı. Başlangıçta, orada Çok hücreli hayvanların çeşitliliğinde bir artış yaşanırken, çağın sonu tarihteki en büyük kitlesel yok oluşla işaretlendi.
Paleozoik Dönemin Kambriyen döneminde, dip çöpçü trilobitleri baskındır. Arkeositler sünger benzeriydi ve resiflerde yaşıyordu. Yumuşakçalar, salyangozlar ve basit algler de vardı. Omurlu bilinen en eski hayvan çenesiz balıktı.
Ordovisyen döneminde brakiopodlar gibi dipte yaşayan deniz hayvanları vardı. Devoniyen döneminde, köpekbalıkları ve kemikli balıklar gelişti. İlk vasküler bitkilerde kök veya yaprak yoktu. Eğrelti otları da büyüdü. Köknar ülkesi hayvanları, akrepler, kırkayaklar ve örümcekler gibi omurgasızlardı. Amfibiler lob yüzgeci balıklardan gelişti. Hamamböcekleri, yusufçuklar ve sürüngenler de gelişti.
