Hom inicia en aquesta pàgina l’estudi dels grups d’animals deuterostomats, és a dir, els quetògnats, els hemicordats, els equinoderms, els procordats i els cordats. Els caràcters que fan que considerem aquests grups relacionats entre ells no són fàcils de veure, ja que en general es tracta de processos embriològics, és a dir, la manera com es desenvolupen els organismes a partir de l’ou, que els separa clarament de tots els organismes que hem vist fins ara (artificialment agrupats com a protostomats). Efectivament, en el desenvolupament embrionari dels deuterostomats, la boca no es forma a partir del bastòpor sinó que aquest dóna lloc a l’anus, i la boca es forma de manera independent. El tipus de segmentació de l’ou, que és radial, també és un caràcter definitori, com també el fet que les cavitats del cos es constitueixin a partir del tub digestiu embrional, formant una sèrie de bosses enterocèliques.
Actualment, es tendeix a pensar que els deuterostomats provenen d’unes formes arcaiques semblants als hemicordats actuals i també als lofoforats, que serien animals en forma de cuc, de vida sedentària, amb el cos format per tres parts, amb el lofòfor a la segona i les gònades a la tercera. Sembla que aquests organismes feien passar els corrents d’aigua carregats de partícules d’aliment a través d’unes fenedures de la faringe, ajudant-se d’una estructura semblant al lofòfor. Les modificacions posteriors d’aquest primer model de deuterostomats inclouen la desaparició del lofòfor i de les tres parts del cos en les formes sèssils, com també l’adequació a la vida nedadora en altres casos i la utilització de la faringe per a filtrar l’aliment i per a fer l’intercanvi de gasos. Altres innovacions són la presència d’un tub nerviós dorsal (cordats), l’aparició d’una cua o mecanisme que permet el moviment (quetògnats i cordats) i la formació de plaques calcàries dèrmiques (equinoderms).
Els tres grups que hom tractarà en aquesta part, els quetògnats, els pterobranquis i els enteropneusts, han estat interpretats de maneres molt diferents al llarg de la història dels estudis zoològics, i no tenen tampoc una interpretació definitiva. Pterobranquis i enteropneusts han estat agrupats —malgrat la seva aparença tan diferent— en base a una similitud doble: d’una banda, la presència d’obertures branquials situades a l’inici del tub digestiu va fer que hom els reunís sota el nom comú de branquiotremats (Branchiotrema); de l’altra, la presència d’un esboç de corda dorsal, els va reunir sota el nom d’hemicordats (Hemichordata) o també d’estomocordats (Stomocordata). A més, pel fet de tenir la cavitat celomàtica dividida en tres parts van ésser inclosos entre els verms oligòmers (Vermes Oligomera) o trimetàmers (Trimetamera), al costat dels quetògnats, els briozous, els foronis i els braquiòpodes.
Relacionat pel que sembla amb els pterobranquis colonials, hi ha també el grup, enterament fòssil, dels graptòlits.