Hasta donde sabemos, los animales evolucionaron por primera vez en el período de Ediacara, hace unos 610 millones de años. En este punto, los organismos unicelulares ya se habían dividido en plantas, animales, hongos y otras divisiones. Los primeros animales conocidos se parecían a los cnidarios (medusas) e incluían una serie de misteriosas formas alfombradas, ovaladas y en forma de bolsa que llegaban hasta un metro de diámetro (la biota de Ediacara). Es difícil ubicar la forma en que los animales de Ediacara se relacionaron con formas posteriores, y esto está actualmente en debate. En los albores del Cámbrico, hace 542 millones de años, la mayoría de estos animales se habían extinguido y fueron reemplazados por numerosos phyla generados durante lo que se conoce como la explosión del Cámbrico.
Al final de la explosión del Cámbrico, hace unos 500 millones de años, habían surgido representantes de prácticamente todos los 38 filos animales modernos. Incluso los vertebrados estaban representados por peces primitivos sin mandíbula. Sin embargo, en este punto todavía no había animales terrestres. El período Cámbrico fue una época dominada por invertebrados, que ocuparon todos los nichos ecológicos importantes en el mar, incluido el del depredador ápice (Anomalocaris). Muchos organismos desarrollaron ojos, armaduras y sistemas nerviosos complejos por primera vez durante este período. La depredación inició una carrera armamentista evolutiva entre depredadores y presas. Los animales se relacionaban entre sí porque la mayoría eran artrópodos.
A lo largo de los siguientes 100 millones de años, los peces evolucionaron y se volvieron más numerosos, solidificando el lugar de los vertebrados junto a los invertebrados. En el Silúrico, hace unos 425 millones de años, las plantas comenzaron a colonizar la tierra, seguidas rápidamente por los primeros insectos, incluidos los milpiés, los insectos sin alas y una variedad de otros artrópodos. Estos insectos evolucionaron a partir de artrópodos acuáticos. Mientras tanto, los mares poco profundos estaban gobernados por euriptéridos, los escorpiones marinos, algunos de los cuales superaban los 10 pies (3 m) de longitud. El movimiento de algunos artrópodos en la tierra significó que los animales se relacionaran un poco menos entre sí, ya que los diferentes grupos evolucionaron en una variedad de direcciones para lidiar con sus respectivos entornos.
Hace unos 330 millones de años, los peces con aletas lobuladas comenzaron a desarrollar patas primitivas y comenzaron a saltar por la tierra. Esto dio lugar rápidamente a los anfibios, que dominaron el mundo terrestre hasta la aparición de los amniotas hace unos 300 millones de años. La “madre de todas las extinciones masivas” golpeó hace 251 millones de años, acabando con muchos amniotes incipientes, los anfibios más grandes y limitando la diversidad genética. Los animales se relacionan entre sí más estrechamente que nunca. Finalmente, los amniotes se diversificaron y surgió una línea dominante, los dinosaurios. Estos gobernaron la Tierra durante casi 150 millones de años, y fueron en su mayoría eliminados al final del período Cretácico hace 65 millones de años. Los animales modernos relacionados con los dinosaurios son los pájaros.
Una línea primitiva de mamíferos que sobrevivió a la extinción de los dinosaurios se diversificó y se convirtió en la forma de vida dominante en la Tierra. Esta línea de mamíferos eventualmente nos dio origen a nosotros, los humanos.