La maggior parte dei trilobiti viveva nel fango di ambienti marini poco profondi dove si nutrivano come predatori o spazzini di una varietà di materiale organico. Alcune specie potrebbero essere state in grado di nuotare o galleggiare, mentre altre probabilmente vivevano su o sotto le rocce. La maggior parte dei trilobiti potevano raggomitolare il loro corpo in una palla, e come le cimici e le lumache di oggi, questa postura era probabilmente una forma di comportamento difensivo.
Nessuno sa esattamente perché i trilobiti si sono estinti. La loro scomparsa sembra coincidere con una massiccia ondata di estinzione che ha rivendicato più del 90% di tutte le specie marine alla fine del periodo Permiano. La spiegazione più popolare, un cambiamento globale del clima, è supportata da prove di improvvisi cambiamenti nel livello del mare e nella vegetazione terrestre. Le foreste paludose di equiseti, muschi e felci da seme si estinsero e furono sostituite da cicadi e altre piante primitive portatrici di semi. Nuvole di polvere da un’eccessiva attività vulcanica, l’impatto di una cometa o di un meteorite, o l’attrazione gravitazionale dal quasi-mancato arrivo di un grande corpo celeste sono stati tutti suggeriti come possibili spiegazioni per la grande estinzione del Permiano.