De flesta trilobiter levde i lera i grunda havsmiljöer där de livnärde sig som rovdjur eller asätare på en mängd olika organiska material. Vissa arter kan ha kunnat simma eller flyta, medan andra troligen levde på eller under stenar. De flesta trilobiter kunde rulla ihop sin kropp till en boll, och i likhet med dagens pillbugs och sowbugs var denna hållning troligen en form av defensivt beteende.
Ingen vet exakt varför trilobiterna dog ut. Deras utdöende verkar sammanfalla med en massiv utrotningsvåg som tog mer än 90 % av alla marina arter i slutet av permperioden. Den mest populära förklaringen, en global klimatförändring, stöds av bevis för plötsliga förändringar i havsnivå och landvegetation. De träskliknande skogarna med hästsvansar, klubbmossor och fröväxter dog ut och ersattes av cycader och andra primitiva fröbärande växter. Stoftmoln från överdriven vulkanisk aktivitet, nedslag av en komet eller meteorit eller gravitationskraft från en stor himlakropp som nästan missade har alla föreslagits som möjliga förklaringar till det stora permiska utdöendet.