Die meisten Trilobiten lebten im Schlamm flacher Meeresumgebungen, wo sie sich als Räuber oder Aasfresser von einer Vielzahl organischer Stoffe ernährten. Einige Arten konnten schwimmen oder treiben, während andere wahrscheinlich auf oder unter Felsen lebten. Die meisten Trilobiten konnten ihren Körper zu einer Kugel zusammenrollen, und wie bei den heutigen Wanzen und Saugwanzen war diese Haltung wahrscheinlich eine Form von Verteidigungsverhalten.
Niemand weiß genau, warum die Trilobiten ausgestorben sind. Ihr Untergang scheint mit einer massiven Aussterbewelle zusammenzufallen, die am Ende des Perms mehr als 90 % aller marinen Arten auslöschte. Die populärste Erklärung, nämlich eine globale Klimaveränderung, wird durch Beweise für plötzliche Veränderungen des Meeresspiegels und der Landvegetation gestützt. Die sumpfartigen Wälder aus Schachtelhalmen, Keulenmoosen und Samenfarnen starben aus und wurden durch Cycadeen und andere primitive samentragende Pflanzen ersetzt. Staubwolken aus übermäßiger vulkanischer Aktivität, der Einschlag eines Kometen oder Meteoriten oder die Anziehungskraft des Beinahezusammenstoßes eines großen Himmelskörpers wurden als mögliche Erklärungen für das große permische Aussterben vorgeschlagen.