В силуре также развиваются крупные ракообразные — отряд ракоскорпионов. Их удлиненное тело достигало 1-3 м в длину, в большинстве своем они были хищниками и, не имея врагов, широко расселились не только в солоноватых, но и в пресных водоемах. В раннем палеозое появились и первые позвоночные граптолиты, с внутренним известковым каркасом. Они были планктонными и вымерли уже к концу силура. В прибрежно-морских условиях начинают развиваться первые бесчелюстные рыбообразные — акантониды, тело которых было покрыто чешуей и имелся внутренний хрящевой скелет. Появление рыбообразных соответствует успешному пути в эволюции передвижения водных животных. Мир беспозвоночных в девонском море: кораллы, морские звезды, морские лилии, плеченогие моллюски, головоногие моллюски. Особенно разнообразны предки современных кальмаров и осьминогов — головоногие моллюски с разными раковинами, длинными прямыми или волнистыми закрученными. Однако самое главное отличие девонского моря от кембрийского состоит в том, что в нём стали господствовать появившиеся в силуре позвоночные. Девон называют веком рыб. Древние рыбы были пластино-кожие или “панцирные”; их сменили настоящие хрящевые рыбы, сначала панцирные, а затем и беспанцирные. Объектом их питания были ракоскорпионы. Превосходя их в маневренности, рыбы вытеснили paко-скорпионов в лагуны. Девонские морские рыбы имели челюсти, развившиейся из жаберных дуг, среди них были хищные рыбы с длиной тела до 10 м. В настоящее время среди рыб абсолютно господствуют костистые рыбы, имеющие мезозойский возраст. Меловое море практически не отличается от современного. Среди беспозвоночных к этому времени вымерли головоногие моллюски с прямыми раковинами, вместо них стали господствовать моллюски с закрученными раковинами в форме плоских дисков.

Другой особенностью мезозойских морей было присутствие головоногих моллюсков белемнитов. Они имели внутреннюю раковину, вроде спинного хребта. Их ископаемые остатки известны под названием “чертов палец”. В конце мела эти животные вымерли, оставив после себя современных качьмаров, осьминогов, каракатиц. Среди рыб в перми и триасе процветали лучепёрые, главным образом ганоидные. Именно лучепёрые рыбы начали осваивать водоёмы суши, среди них выделилась группа костистых рыб, развившийся из пресноводных. Их скелеты были более прочными, плавники приспособлены для быстрого движения в воде, увеличилась и обтекаемость тела. В триасе происходило направленное освоение рыбами водоёмов суши. Костистые рыбы, будучи более приспособленными к изменчивости водной среды, с юрского периода стали господствовать и в море.
Но рыбы не получили в связи со сравнительно малым диапазоном изменчивости океанической среды во времени других стимулов к развитию, как это случилось с вышедшими на сушу животными. До второй половины фанерозоя животные развивались в водной среде и лишь с девонского периода вышли на сушу Выход животных из морской среды на сушу сумели осуществить и беспозвоночные — членистоногие, и позвоночные — рыбы.