С кембрийских отложений известны хорошо сохранившиеся отпечатки морских сегментированных животных: многощетинковых червей и первых членистоногих, среди которых особого разнообразия достигали трилобиты. Известные представители всех современных классов моллюсков: двустворчатые, брюхоногие, головоногие (имели внешнюю раковину и принадлежали к бентосных форм), а также с ископаемого класса Хиолиты.
В этом периоде жили представители восьми классов типа Иглокожие. Появляются первые хордовые из класса Бесчерепные, что в целом подобные современного ланцетника (42.2), и бесчелюстные, расцвет которых приходится на следующий, ордовикский, период.
В канадских Скалистых горах гора Бьерджес. На ее склоне в начале XX века открыли осадочной породе – сланец возрастом примерно 540 млн. Лет (42.3). За сто лет исследований в ней нашли остатки более 60000 остатков тогдашних преимущественно мягкотелых животных, которые отсутствуют или плохо сохранились в других кембрийских породах. Это объясняют уникальными условиями возникновения сланцев Бьерджес, которые установила специальная научная экспедиция в 1966. Тогда часть полого илистого склона, образованного скелетами археоциат известнякового рифа, расположенного на месте современной горы Бьерджес, сдвинулась на глубину, что вызвало внезапную гибель населения ила. Здесь при отсутствии течения и низкого содержания кислорода в воде ил постепенно превратился в сланец, навеки сохранив, как на фотопленке, остатки всех живых существ. Только для части из них можно установить принадлежность к известным типов или классов; большинство не имеет ни подобия других ископаемых или современных животных.