Her çeşit ilk çok hücreli kompleks hayvan, fosil kayıtlarında yaklaşık 600 ila 590 milyon yıl önce, özellikle de Kanada'nın Mackenzie Dağları'ndaki Twitya Formasyonu'nda ortaya çıkar. Bunlar, fosil formunda basit disk ve halka gösterimleri olarak görünen basit kap şeklindeki hayvanlardır. Basit cnidarianslara (denizanası yakınları) veya süngerlere karşılık geldiği düşünülmektedir. Çok basit oldukları için bu fosiller, onları yapan hayvanlar hakkında çok az bilgi verir. Ancak, daha önceleri ve yanlarından gelen daha basit mikroskopik, tek hücreli fosillere kıyasla çok büyük boyutlarından (yaklaşık bir inç çapında) oldukları için hala "karmaşık" olarak kabul edilirler.
Fosil olarak korunan bir sonraki en eski karmaşık hayvanlar, güney-orta Çin'deki Doushantuo Formasyonu'nda ortaya çıkar. Çok çeşitli fosil embriyolarının yanı sıra bilinen en eski iki taraflı hayvan olan 0.1 mm Vernanimacula (yaklaşık 590 - 600 mya), fosilleşmiş görünen küçük küre şeklinde bir hayvan olan "küçük bahar hayvanı" korunur. Bağırsak, duyusal yapılar olabilen yüzey çukurları. Cnidarians gibi kompleks hayvanların minik fosil embriyoları, Paleontologlara bilinen en erken embriyolar hakkında önemli bir fikir veren Doushantuo Formasyonu'nda benzersiz bir detay derecesinde korunur.
Karmaşık hayvanlar arasındaki bir başka erken fosil, birbiri üzerine yerleştirilmiş kalsit konilerden oluşan bölünmüş bir fosil olan gizemli Cloudina'dır . Milimetre artışlarla ölçülen bu fosiller fosil kayıtlarında bilinen ilk kabuklar arasındadır. Onlar, aseksüel olarak çoğaldıklarını öneren tomurcuklanmanın yanı sıra, yırtıcı sıkıcıdır; En eski fosillerin çoğu gibi, tam olarak Cloudina'nın ne olduğuna dair bir belirsizlik eksikliği var - mevcut görüş, örneğin bir kök grup annelid olduğu fikri ile filum seviyesinde bile herhangi bir sınıflamanın hatalı olduğu düşüncesi arasında bölünmüştür. Mercanların evriminden yüz milyonlarca yıl önce resif yapan antik süngerler, arkeositler olabilirler.
İlk gerçek "karmaşık hayvanlar" (1 mm'den büyük, cnidarians veya mercanlar değil) fosilleri yaklaşık 575 milyon yaşındadır ve Kanada, Newfoundland'daki Mistaken Point meclisinde bulunur. Mutlak en eskisi, sol ve sağ değişken sırtlara sahip, yaprak şeklinde bir organizma olan Charnia wardi'dir . Bu sırtlar merkez eksen etrafında tamamen simetrik olmadığı için, Charnia gerçek bir ikili organizma değildir ve sadece yarı çift yönlü olarak tanımlanabilir. Başlangıçta, deniz kalemlerinin erken bir akrabası olarak tanımlanan bilim adamları, şimdi Charnia'yı nasıl sınıflandıracakları konusunda hiçbir fikre sahip değiller .
