Ein „basales“ Wirbeltier bedeutet ein Wirbeltier an der Basis des Wirbeltierstammbaums, entweder eines der Wirbeltiere, aus dem sich alle anderen entwickelt haben, oder ein enger Verwandter desselben. Einige basale Wirbeltiere sind Wirbeltiere der Stammgruppe, was bedeutet, dass sie älter sind als die frühesten gemeinsamen Vorfahren aller lebenden Wirbeltierarten.
Wirbeltiere sind wie alle anderen Tierstämme extrem alt. Das erste basale Wirbeltierfossil ist wahrscheinlich Yunnanozoon lividum, das vor 530 Millionen Jahren im heutigen China lebte. Ein weiteres basales Wirbeltier, Pikaia gracilens, ähnelt einer modernen Lanzette. Ein drittes basales Wirbeltier, Myllokunmingia, ist ein primitiver Fisch und einer der frühesten Wirbeltiere. Je nach Artikel, Webseite oder Papier wird jedes manchmal als das älteste Wirbeltier bezeichnet.
Es ist ein Rätsel, wie sich basale Wirbeltiere ursprünglich entwickelt haben. Es besteht allgemeiner Konsens darüber, dass eine Wirbelsäule beim Schwimmen hilfreich ist, den Muskeln etwas zum Ziehen gibt und die schlanke „S“-förmige Fortbewegung erzeugt, die wir normalerweise mit Fischen verbinden. Das erste Wirbeltier könnte ein sedimentbewohnendes Tier gewesen sein, das einen flacheren Körper zum Schwimmen entwickelt hat, eine mobile Larve, die ihre Larvenmerkmale bis ins Erwachsenenalter beibehielt, oder ein stationärer Filtrierer, der sich zu einem frei schwimmenden Tier entwickelte. Wir wissen es nicht genau, denn der Fossilienbestand ist alles andere als perfekt.
Nach molekularen Studien sind Manteltiere, auch Seescheiden genannt, die nächsten lebenden Verwandten der Wirbeltiere. Manteltiere werden als Chordate angesehen, aber nicht als Wirbeltiere, da sie in der frühen Phase ihrer Entwicklung eine Chorda haben. Andere Verwandte der Wirbeltiere sind die Hemichordaten, zu denen Tiere wie der Pfeilwurm gehören, und die Stachelhäuter, zu denen Seesterne und Verwandte gehören.
Was auch immer die Ursache für die Evolution der basalen Wirbeltiere war, sie wurden relativ schnell zu einer sehr erfolgreichen Gruppe. Seit dem Paläozoikum haben Fische, die zahlreichsten Wirbeltiere, die Meere weitgehend beherrscht. Für die Entwicklung großer und anspruchsvoller Landtiere ist ein Rückgrat ein Muss. Wirbellose Landtiere wie Schnecken und Insekten neigen nicht dazu, sehr groß zu werden oder ein komplexes Gehirn zu entwickeln.