Paleozojainen aikakausi alkaa Pre-Kambrian jälkeen noin 297 miljoonaa vuotta sitten ja päättyy Mesozoic-ajan alkamiseen noin 250 miljoonaa vuotta sitten. Jokainen suuri aikakausi Geologinen aika-asteikko on jaoteltu edelleen jaksoihin, jotka on määritelty kyseisen ajanjakson aikana kehittyneen elämän tyypin mukaan. Joskus kaudet päättyvät, kun a joukkosukupuutto pyyhkii suurimman osan kaikista elävistä lajeista maapallolla tuolloin. Prekambrian ajan päättymisen jälkeen tapahtui suuri ja suhteellisen nopea lajien kehitys, joka asutti maapalloa monimuotoisilla ja mielenkiintoisilla elämänmuodoilla paleozojaisen aikakauden aikana.
Ensimmäinen jakso paleozojaisella aikakaudella tunnetaan nimellä Kambrian ajanjakso. Monet niiden lajien esi-isistä, jotka ovat kehittyneet sellaiseksi, mitä me tänään tiedämme, syntyivät Cambrian räjähdyksen aikana tämän ajanjakson alkupuolella. Vaikka elämän räjähdys kesti miljoonia vuosia, se on suhteellisen lyhyt aika verrattuna koko maapallon historiaan.
Tuolloin oli useita mantereita, jotka olivat erilaisia kuin nykyään tunnetut, ja kaikki nämä maanmassat hiivasivat maan eteläiselle pallonpuoliskolle. Tämän seurauksena valtameret olivat erittäin suuret, jolloin meren elämä voi menestyä ja eriytyä hieman nopeassa tahdissa. Tämä nopea spesifikaatio johti lajien geneettisen monimuotoisuuden tasoon, jota ei koskaan ollut nähty maapallon elämän historiassa.
Melkein kaikki elämä löytyi valtamereltä Kambrian jakson aikana: Jos maalla ei ollut lainkaan elämää, se rajoittui yksisoluisiin mikro-organismeihin. Kambriukselle päivättyjä fossiileja on löydetty kaikkialta maailmasta, vaikka fossiilisten sänkyjen nimeltä on kolme suurta aluetta, joista suurin osa fossiileista on löydetty. Nämä fossiiliset sängyt ovat Kanadassa, Grönlannissa ja Kiinassa. Useita suuria lihansyöjiä äyriäisiä, kuten katkarapuja ja rapuja, on tunnistettu.
Kambrian jakson jälkeen tuli Ordovician kausi. Tämä paleozojaisen aikakauden toinen jakso kesti noin 44 miljoonaa vuotta ja veden elämän monipuolistuminen tapahtui yhä enemmän. Suuret petoeläimet kuin simpukoita, jotka nauttivat pienemmistä eläimistä valtameren pohjalla.
Ordovician jakson aikana moninkertainen ja melko nopea ympäristömuutokset tapahtunut. Jäätiköt alkoivat liikkua polareilta mantereille ja seurauksena valtameren tasot laskivat merkittävästi. Lämpötilanmuutoksen ja meriveden menetyksen yhdistelmä johti massan sukupuuttoon, joka merkitsi ajanjakson loppua. Noin 75% tuolloin elävistä lajeista kuoli sukupuuttoon.
Massojen sukupuuton jälkeen Ordovician kauden lopulla maapallon elämän monimuotoisuuden oli toimittava tielleen takaisin ylöspäin. Yksi suuri muutos maapallon asettelussa oli se, että maanosat alkoivat sulautua yhteen ja luoda tasainen enemmän valtamerien keskeytymätöntä tilaa, jotta meren elämä voi elää ja kukoistaa niiden kehittyessä ja monipuolinen. Eläimet pystyivät uimaan ja ruokkimaan lähempänä pintaa kuin koskaan ennen maan elämän historiassa.
Useita erityyppisiä leukattomia kaloja ja jopa ensimmäiset säteiden kalat olivat yleisiä. Vaikka elämästä maalla puuttui vielä yksisoluisten bakteerien ulkopuolelle, monimuotoisuus alkoi palautua. Happitasot ilmakehässä oli myös melkein nykyaikaisella tasolla, joten vaihe oli määrätty lisääntyneille lajeille ja jopa maalajeille alkamaan ilmestyä. Silurian ajanjakson lopulla mantereilla nähtiin eräitä vaskulaarisia land kasveja sekä ensimmäisiä eläimiä, niveljalkaisia.
Monipuolistuminen oli nopeaa ja laajalle levinnyttä Devonin aikana. Maa-kasveista tuli yleisempiä, ja niihin sisältyivät saniaiset, sammaleet ja jopa siemenkasvit. Näiden varhaisten landkasvien juuret auttoivat haalistuneen kivin tekemisessä maaperään ja se loi entistä enemmän mahdollisuuden kasveille juurtua ja kasvaa maalla. Paljon hyönteisiä alettiin nähdä myös Devonin aikana. Loppua kohti sammakkoeläimet matkustivat maalle. Koska maanosat olivat siirtymässä vielä lähempänä toisiaan, uudet maaeläimet voivat helposti levitä ja löytää kapean paikan.
Sillä välin, takaisin valtamereihin, leukattomat kalat olivat mukautuneet ja kehittyneet leuiksi ja vaakaiksi, kuten nykyään tutut nykyaikaiset kalat. Valitettavasti Devonin ajanjakso päättyi, kun suuria meteoriitteja osui maahan. Uskotaan, että näiden meteoriittien aiheuttamat vaikutukset aiheuttivat joukon sukupuuttoon, joka vei lähes 75% kehittyneistä vesieläinlajeista.
Hiilihappokausi oli aika, jolloin lajien monimuotoisuus joutui jälleen rakentamaan uudelleen edellisestä joukkotuhosta. Koska Devonin ajanjakson joukkojen sukupuuttoon sukupuutto rajoittui enimmäkseen valtameriin, land kasvien ja eläinten jatkoi viihtymistä ja kehittyi nopeasti. Sammakkoeläimet sopeutuivat entistä enemmän ja jakautuivat matelijoiden varhaisiin esi-esi-isiin. Mannerat olivat yhä kokoontumassa, ja eteläisimmät maat peittivät taas jäätiköt. Oli kuitenkin myös trooppisia ilmastoja, joissa land kasvit kasvoivat suuriksi ja reheviksi ja kehittyivät moniksi ainutlaatuisiksi lajeiksi. Nämä soiden soiden kasvit hajoavat hiileksi, jota nykyisin käytämme polttoaineisiin ja muihin tarkoituksiin.
Valtamerien elämän suhteen evoluutiovauhti näyttää olevan selvästi hitaampaa kuin aikaisemmin. Vaikka lajit, jotka onnistuivat selviytymään viimeisestä joukkotulemista, jatkoivat kasvuaan ja haaroittuivat uusiksi samanlaisiksi lajeiksi, monet sukupuuttoon sukupuuttoon menetetyt eläinlajit eivät koskaan palanneet.
Viimeinkin Permin aikana kaikki maanosat maan päällä muodostuivat kokonaan muodostamaan Pangea -nimisen mantereen. Tämän ajanjakson alkupuolella elämä kehittyi edelleen ja uusia lajeja syntyi. Matelijat olivat täysin muodostuneita ja ne jopa hajotettiin haaraksi, joka lopulta aiheuttaisi nisäkkäitä mesozojassa. Suolaisen veden valtamerten kalat mukautuivat myös elämään makean veden taskuissa koko Pangean mantereella muodostaen makean veden vesieläimiä.
Valitettavasti tämä lajien monimuotoisuuden aika päättyi osittain tulivuoren suuren määrän ansiosta räjähdykset, jotka kuluttavat happea ja ovat vaikuttaneet ilmastoon estämällä auringonvaloa ja päästämällä suuria jäätiköitä vallata. Tämä kaikki johti maapallon historian suurimpaan joukkotuhoon. Uskotaan, että 96% kaikista lajeista pyyhkiytyi kokonaan ja paleozojainen aikakausi päättyi.