W dewonie nastąpił silny rozwój ryb. Prócz istniejących w sylurze bezszczękowców (Agnatha), pierwszych szczękowych ryb fałdopłetwych (Acanthodii) i pierwszych ryb kostnochrzęstnych (Chondrostei) pojawiły się inne ryby chrzęstnoszkieletowe (prażarłacze Cladoselachii) oraz zrosłogłowe (Holocephali) – ryby pancerne (tarczowce; Placodermi). Zaczynały występować również pierwsze ryby mięśniopłetwe (Sarcopterygii): trzonopłetwe (Crossopterygii) i dwudyszne (Dipnoi), przystosowane do życia w środowiskach słodkowodnych. Pod koniec dewonu wymarły ryby pancerne.
Lądy We wczesnym dewonie pojawiły się pierwsze lądowe owady (skoczogonki, na przykład Rhyniella), wije i pajęczaki (między innymi roztocze i zaleszczotki). W późnym dewonie natomiast pojawiły się formy przejściowe pomiędzy rybami a płazami (Ichthyostega), pochodzące od ryb trzonopłetwych, na przykład Tiktaalika.
Na przełomie franu i famenu doszło do wielkiego wymierania – jednego z pięciu największych kryzysów biotycznych fanerozoiku.