Los primeros trilobites datan, como se indica con anterioridad, en el inicio de la era Paleozoica, concretamente en el periodo Cámbrico. Fue en estos periodos iniciales del paleozoico, en el Cámbrico y en el Ordovícico, donde empezó la diversificación, superando con éxito la extinción masiva del Cámbrico-Ordovícico en la que sobrevivieron generos adaptados a aguas profundas, y que soportaron mejor este cataclismo, y de donde volvieron a multiplicarse las variedades. En estos dos periodos es donde tuvieron su máximo esplendor y distribución, entrando en regresión inicial durante el Silúrico y sobre todo reduciéndose en gran medida en el Devónico (solamente pudo sobrevivir el orden Proetida), desapareciendo finalmente, como ya se apuntaba antes, en la Gran Extinción del Pérmico.

Su importancia reside en varios factores, como son inmensa distribución geográfica que alcanzaron, su gran variedad y constante evolución (morfológica, adaptativa, …), siendo así una fuente de conociento fundamental para la datación geológica de la tierra, ya que los distintos filums son, en múltiples ocasiones, unos estupendos fósiles-guía a la hora de datar estratos. Fueron, al fin y al cabo, los seres vivos más característicos del paleozoico, de los que hoy en día conocemos más de 4.000 especies distintas repartidos en numerosos géneros.

Su medio de vida era marino, abarcando desde aguas someras a ambientes pelágicos, a mayor profundidad, pudiendo ser nadadores, bentónicos, etc.