Så vitt vi vet, utvecklades djur först under Ediacaran-perioden, för cirka 610 miljoner år sedan. Vid det här laget hade encelliga organismer redan delat upp sig i växter, djur, svampar och andra divisioner. De första kända djuren liknade cnidarians (maneter), och inkluderade ett antal mystiska mattor, ovala och påsliknande former som sträckte sig upp till en meter i diameter (Ediacaran-biotan). Det är svårt att placera hur Ediacaran-djur förhåller sig till senare former, och detta är för närvarande under debatt. Vid kambriums gryning, för 542 miljoner år sedan, hade de flesta av dessa djur dött ut och ersattes av många filur som genererades under vad som kallas den kambriska explosionen.
I slutet av den kambriska explosionen, för cirka 500 miljoner år sedan, hade representanter för praktiskt taget alla 38 moderna djurfylor dykt upp. Även ryggradsdjuren representerades av primitiva käklösa fiskar. Vid denna tidpunkt fanns det dock fortfarande inga landdjur. Den kambriska perioden var en era som dominerades av ryggradslösa djur, som ockuperade alla större ekologiska nischer i havet, inklusive spetsrovdjuren (Anomalocaris). Många organismer utvecklade ögon, rustningar och komplexa nervsystem för första gången under denna period. Predation startade en evolutionär kapprustning mellan rovdjur och byte. Djur släkt med varandra genom att de flesta var leddjur.
Under de kommande 100 miljoner åren utvecklades fisken och blev fler, vilket förstärkte ryggradsdjurens plats vid sidan av ryggradslösa djur. Vid Silur, för cirka 425 miljoner år sedan, började växter kolonisera landet, följt snabbt av de första insekterna, inklusive tusenfotingar, insekter utan vingar och ett urval av andra leddjur. Dessa insekter utvecklades från vattenlevande leddjur. Under tiden styrdes de grunda haven av eurypterider, havsskorpionerna, av vilka några översteg 10 fot (3 m) långa. Förflyttningen av vissa leddjur på land gjorde att djuren relaterade till varandra något mindre, eftersom de olika grupperna utvecklades i en mängd olika riktningar för att hantera sina respektive miljöer.
För cirka 330 miljoner år sedan började lobfenade fiskar utveckla primitiva ben och började hoppa runt på land. Detta gav snabbt upphov till amfibier, som dominerade den terrestra världen fram till uppkomsten av fostervatten för cirka 300 miljoner år sedan. ”Alla massutrotningars moder” slog till för 251 miljoner år sedan och utplånade många nystartade fostervatten, de största amfibierna och begränsade genetisk mångfald. Djur släkt med varandra närmare än någonsin tidigare. Så småningom diversifierades amnionerna och en dominerande linje, dinosaurierna, uppstod. Dessa styrde jorden i nästan 150 miljoner år och utplånades mestadels i slutet av kritaperioden för 65 miljoner år sedan. Moderna djur relaterade till dinosaurier är fåglarna.
En primitiv linje av däggdjur som överlevde utrotningen av dinosaurierna diversifierade sig och blev den dominerande livsformen på jorden. Denna linje av däggdjur gav så småningom upphov till oss människor.