Die Orthoceren mit ihren langgestreckten Gehäusen bevölkern als urtümliche Kopffüßer die freie Wassersäule. Zusammen mit den freischwebenden Graptolithen mögen sie die auffälligsten Tiere im Ordoviz sein. Manche Orthoceren werden mehrere Meter lang.

Graptolithen sind Kolonien von Tieren, die an Strängen aufgereiht Plankton aus dem Wasser filtern. Unter den Graptolithen gibt es zwei Gruppen: die ursprünglicheren stehen wie Bäumchen auf dem Meeresboden (Dendroidea), die im Ordiviz neu entstehenden freischwebenden Kolonien (Graptoloidea) treiben im Meer mit den Meeresströmungen.

Korallen (Anthozoa) übernehmen die ökologische Nische der kambrischen Archaeocyathiden und beginnen, Riffe zu bilden. Die Trilobiten nehmen an Größe und Formenreichtum weiter zu. Einige können sich sogar wie Kugelasseln zusammenrollen.

Die Algen sind weiterhin häufig. Besonders die Kalkalgen und das pflanzliche Plankton (Phytoplankton, Acritarchen) entfalten sich.
Im ordovizischen Meer enstehen so erfolgreiche Tiergruppen wie Seeigel (Echinoidea), Seesterne (Asteroidea), Seelilien (Crinoidea) und Wirbeltiere (Vertebrata).

Klimatisch gibt es keine wesentlichen Veränderungen im Vergleich zum Kambrium. Allerdings sind die Unterschiede zwischen den warmen Tropen und den kälteren Südpolarregionen etwas ausgeprägter als im Kambrium. Ausgedehnte Polkappenvereisungen schaffen gegen Ende des Ordoviz ein kühleres Klima, wie beispielsweise im Gebiet der heutigen Sahara.In den warmen Tropen entfalten sich zahlreiche neue Tiergruppen, besonders in Laurentia und Siberia. Es gibt ausgedehntere Flachmeerbreiche als im Kambrium. Im Ordoviz steigert sich auch die vulkanische Tätigkeit an den Kontinentalrändern .  

Bildquelle: trilobita, Wikipedia