在泥盆纪，鱼类逐渐多样化，并出现了最早的四足动物，如著名的“鱼龙”及其近亲。无脊椎动物中，三叶虫是最具代表性的生物之一，它们在泥盆纪达到了巅峰，并广泛分布于海洋环境。另外，海藻和海绵也是当时重要的植物和动物。