Większość trylobitów żyła w mule płytkich środowisk morskich, gdzie żywiły się jako drapieżniki lub padlinożercy różnorodnym materiałem organicznym. Niektóre gatunki mogły pływać lub unosić się na wodzie, podczas gdy inne prawdopodobnie żyły na lub pod skałami. Większość trylobitów mogła zwijać swoje ciało w kulkę, i podobnie jak pillbugs i sowbugs dzisiaj, ta postawa była prawdopodobnie formą zachowania obronnego.
Nikt nie wie dokładnie, dlaczego trylobity wyginęły. Ich upadek wydaje się zbiegać z masywną falą wymierania, która pochłonęła ponad 90% wszystkich gatunków morskich pod koniec okresu permskiego. Najbardziej popularne wyjaśnienie – globalna zmiana klimatu – jest poparte dowodami na nagłe zmiany poziomu morza i roślinności lądowej. Bagienne lasy skrzypów, mchów i paproci nasiennych wyginęły i zostały zastąpione przez cykady i inne prymitywne rośliny nasienne. Chmury pyłu z nadmiernej aktywności wulkanicznej, uderzenie komety lub meteorytu, albo przyciąganie grawitacyjne z bliskiego minięcia dużego ciała niebieskiego zostały zasugerowane jako możliwe wytłumaczenie wielkiego wymierania permskiego.