Fauna thumb|Ordowickie trylobity z gatunku Asaphus kowalewskii thumb|Zachowane w wapieniu organizmy z górnego ordowiku (Ohio) Wśród bezkręgowców najliczniejsze były trylobity, które zwłaszcza we wczesnym ordowiku były u szczytu rozwoju. Z ordowiku znany jest największy trylobit w historii – Isotelus rex o długości około 72 cm – jednak większość gatunków ma typowe rozmiary kilku, kilkunastu centymetrów. W tym okresie doszło do rozwoju graptolitów, zarówno bentonicznych dendroidów, jak i nowo powstałych we wczesnym ordowiku planktonicznych graptolitów właściwych, które w środkowym i późnym ordowiku były dominującą grupą wśród graptolitów. Duży rozwój nastąpił wśród zwierząt konodontonośnych, które stały się powszechne we wszystkich środowiskach morskich. Liczne były także ramienionogi, zarówno bezzawiasowe, jak i zawiasowe (zwłaszcza rząd Orthida) ze skorupkami zbudowanymi z węglanu wapnia. Od późnego ordowiku ramienionogi zawiasowe zdecydowanie przeważały nad bezzawiasowymi. Doszło do radiacji i wzrostu liczebności łodzikowatych, które w tym okresie doszły do szczytu swego rozwoju. Szczególnie ważna była wtedy podgromada Endoceratoidea i rząd Orthocerida. Największe ówczesne łodzikowate miały muszle dochodzące do 9 metrów długości. Większość łodzikowatych z ordowiku miała muszle o kształcie lekko zwężającej się prostej rurki.