Durch das Verdampfen der Meere steigen die Salz- und Nährstoffkonzentrationen in den Meeren. Auch die Wassertemperatur nimmt zu. Ein großer Teil der Tier- und Pflanzenwelt der Meere konnte sich nicht an die lebensfeindlichen Gegebenheiten anpassen und stirbt aus oder werden stark dezimiert.
Die Brachiopoden (Armkiemer, Armfüßer) beispielsweise, eine bis dahin artenreiche Tiergruppe. Ein paar Arten existieren zwar heute noch, jedoch starben über 90% der Brachiopodenarten für immer aus.
Ebenso die Trilobiten (Dreilapperkrebse), die wahrscheinlich schon seit dem Präkambrium (4000 – 590 Millionen Jahre) spätestens seit dem Kambrium (590 – 500 Millionen Jahre) die Meeresböden mit ca. 10 000 Arten bevölkerten, verschwinden ebenfalls restlos.
Sehr stark leiden auch die Kopffüßer (Cephalopoda) unter dem Artensterben. Es entwickelt sich jedoch eine neue Form, die die bisher Vorkommende im Laufe der Trias komplett ablöst. Nachdem die Anwachsstellen der Kammerwände auf den Schalen (Loben) bisher rundlich (goniatitisch nach der Gattung Goniatites) waren, sind sie nun zunehmend kompliziert gezackt (ammonitisch). Eine größere Oberfläche der Trennwände verbessert das Schwebevermögen in der Wassersäule.
Die permischen Riffe im Lagunenbereich bestehen im wesentlichen aus knolligen, kuppelförmigen Kalkmatten (Stromatolithen), die von Cyanobakterien aufgebaut werden.
Großen Anteil an der Riffbildung haben die Moostierchen (Bryozoa). Sie bauen ähnlich wie Korallenzusammenhängende Skelettgerüste aus Kalk in denen tausende von Einzelpolypen leben. Die Gattung Fenestella ist im Zechstein für die bekannten Fenestella-Riffe verantwotlich.
Auch Algen nehmen in größerem Maß an dieser Vergesellschaftung teil, Außerhalb der Lagunen sind Korallen und Schwämme vor allem auf der Nordhalbkugel die wesentlichen Riffbildner. Ihre Artenzahlen sind aber ebenfalls im Rückgang begriffen. Die Hornkorallen sterben aus.
Im allgemeinen ist das Plankton vom großen permischen Artensterben in dem Meeren stark betroffen. Eine Ausnahme machen die Foraminiferen oder Kammerlinge, die mit Riesenformen ihre sich schon im Karbon anbahnende Blütezeit erleben. Die Schwagerinen, Fusulinen und Nummulithen gehören mit einem Durchmesser von bis zu mehr als 12 cm und mehr zu den größten Einzellern aller Zeiten.
Stachelhäuter, wie Seelilien, Seesterne, Seeigel und viele andere sind fossil kaum überliefert. Lediglich auf Timor, einer kleinen Sundainsel in Indonesien sind in größerem Maße Fossilien zu finden.