Durante el Ordovícico alcanzaron su máxima diversidad y ocuparon casi todos los nichos ecológicos marinos.Durante el Carbonífero los representantes del grupo son escasos y restringidos a ambientes de arrecife.Por tanto, su presencia en la Tierra se prolongó durante todo el Paleozoico, casi 300 millones de años.El tegumento dorsal era una gruesa cutícula impregnada de carbonato cálcico que ha facilitado su fosilización.De hecho, los trilobites fueron los primeros animales en desarrollar ojos complejos, lo que probablemente influyó en su éxito evolutivo.[4] Ventralmente, cada metámero llevaba un par de patas parecidos entre sí y a las del céfalon.Las especies más primitivas presentaban un desarrollo larvario completo mientras que en las posteriores el proceso se simplificaba.El primer estadio larval se conoce como protaspis, formado básicamente por el céfalon y el protopigidio.A este seguía el estadio meraspis en el que se diferenciaban ya algunos segmentos del tórax y el pigidio.Algunas especies se hicieron secundariamente pelágicas y desarrollaron expansiones espinosas para favorecer la flotabilidad.Estas espinas también estaban presentes en las larvas protaspis, que son, por tanto, consideradas formas pelágicas con un gran potencial colonizador.Aparece como dos pistas paralelas formadas por multitud de pequeñas huellas estrechamente espaciadas entre sí.[12] Los trilobites más antiguos que se conocen del registro fósil son falotaspidoideos y redlichioideos, ambos del orden Redlichiida; y bigotínidos (orden Ptychoparida, superfamilia Ellipsocephaloidea), datados de 540 a 520 millones de años.
Representación de un trilobites. World Museum Liverpool.