In der tierischen Lebenswelt zeichnen sich währen des Ordoviziums stark gegensätzliche Entwicklungen ab. Einerseits die Schaffung einer Vielzahl neuer Formen in bestimmten Tiergruppen, andererseits das weltweit erste große Artensterben.
Große Fortschritte in der Entwicklung der Formenvielfalt sind bei den Stachelhäutern (=Echinodermata) zu beobachten. Die bekanntesten heute lebenden zu diesem Tierstamm gehörenden Tiere sind wohl Seeigel und Seesterne. Auch langarmige seesternähnliche Schlangensterne, die grazilen Seelilien und deren freischwimmende, nicht an einen Untergrund gebundenen Verwandten, die Haarsterne gehören hierher. Am Meeresboden frei beweglich sind die plump aussehenden Seewalzen und Seegurken.
Eine ganze Reihe primitiver Urformen treten bereits im Kambrium auf, die meisten davon sind heute wieder ausgestorben. Alle oben genannten Tiere treten am Anfang des Ordoviziums erstmals auf und leben heute noch in den Weltmeeren. Hinzu kommen einige heute bereits ausgestorbene Formen, neue Arten der Beutelstrahler und Knospenstrahler.
Seelilien entwickelten im Ordovizium eine enorme Artenvielfalt. Auch sie gehören zu den Stachelhäutern, sind also keine Pflanzen, wie der Name vermuten ließe. Ein ausgewachsenes Seelilientier besteht aus einer Krone mit fünf vielfach verzweigten Armen und einem Kelch an der Basis. In der Krone befindet sich ein Filterorgan, um Meeresplankton als Nahrung aufzunehmen. Seelilien leben entweder in Kolonien und sind mit einem Stiel an Substraten wie Treibholz angeheftet oder als Einzeltiere im Meerwasser driftend und niemals direkt auf dem Meeresgrund festgewachsen. Die größte Seelilienkolonie, die weltweit je gefunden und präpariert wurde, ist im Urwelt-Museum Hauff in Holzmaden (Schwäbische Alb) ausgestellt. Sie ist 18 x 6 Meter groß. Sie wuchs an einem 12 Meter langen Treibholz fest. Ihre Präparation dauerte 18 Jahre.
Aus dem Ordovizium allein sind mehr als als 4000 fossile Arten bekannt. Heute noch lebende Tiere sind sehr selten und mit nur sehr wenigen Arten vertreten. Die Überreste von Stachelhäutern können als Ablagerungen einige Meter mächtige Gesteinsschichten, sogenannte Encrinite, Trochiten- oder
Crinoidenkalke bilden.
