Die Fische sind die Stammformen der Wirbeltiere. Die Höherentwicklung verlief über die Lurche und Kriechtiere zu den am besten an das Landleben angepassten Säugetieren und Vögeln. Diese Entwicklungsreihe konnte von der Wissenschaft ziemlich gut rekonstruiert werden, da bestimmte Versteinerungsfunde gerade die Übergänge von einer Tierklasse zur anderen erkennen ließen. Wesentlich schwieriger ist der eindeutige Nachvollzug der Fischwerdung und damit überhaupt der Entstehung der Wirbeltiere, da die Urahnen der Fische infolge des fehlenden Knochenskelettes nicht als Versteinerungen überliefert worden sind.
Betrachtet man einfach die unterschiedliche Organisationshöhe aller heute noch lebenden Fische, bleibt die Schwierigkeit, dass die jetzt auf der Erde lebenden Fische nur Endglieder verschiedener Entwicklungsreihen sind, die sich durch Weiter-, aber auch durch Rückbildungen wesentlich von ihren Ausgangsformen unterscheiden können. Dennoch kann durch Vergleichen der lebenden Fische untereinander und mit allen fossilen Überlieferungen eine Ahnenreihe der Fische aufgestellt werden. Dabei zeigt sich zunächst einmal, dass die in der Gruppe der Fische zusammengefassten niederen Wirbeltiere sehr unterschiedlich gestaltet sind und in wesentlichen Merkmalen voneinander abweichen. So sind die Unterschiede zwischen den Neunaugen und den Knochenfischen mindestens so tiefgreifend wie zwischen den Lurchen und den Säugetieren. Auch die Haie gleichen z.B. den Thunfischen viel weniger als dies auf den ersten Blick scheinen mag. Die Systematiker unterteilen deshalb diese niederen Wirbeltiere in drei scharf abgegrenzte Klassen, die Kieferlosen oder Rundmäuler (Agnetha oder Cyclostomata), die Knorpelfische (Chondrichthyes) und die Knochenfische (Osteichthyes).
Dazu kommt sogar noch eine weitere Klasse der Panzerfische (Placodermi), deren Arten aber bereits alle im Erdalter ausgestorben sind. Die Rundmäuler werden zudem als die Fischartigen den Fischen gegenübergestellt. Wie oben erwähnt, sind noch keine Versteinerungen der frühesten Wirbeltiere und der Vorwirbeltiere gefunden worden. Diese dürften jedoch ähnlich wie das Lanzettfischchen gebaut gewesen sein, ein knapp 10 cm großes, schädelloses Chordatiert, das im Sand flacher Küstengewässer lebt. Aus diesen hypothetischen Schädellosen Tieren ohne einen Kiefer, doch mit einem großen vorderen Darmabschnitt, der von vielen Kiemenspalten durchbrochen ist, haben sich wahrscheinlich vor etwa 500 Millionen Jahren die Urschädeltiere gebildet.
Eine weitere Entwicklungsstufe scheinen die Vorläufer der Rundmäuler gewesen zu sein, die man als Fossilfunde aus dem Silur (Alter etwa 450 Mill. Jahre) kennt. Diese hatten zwar wie das Neunauge kein Kiefergelenk, doch besaßen sie ein knöchernes Hautskelett, das die Rundmäuler infolge ihrer halb- oder vollparasitären Lebensweise wohl wieder zurückgebildet haben, wie überhaupt parasitische Formen meist durch Rückbildungen und Vereinfachungen gekennzeichnet sind. Vor gut 350 Millionen Jahren erschienen etwas fortgeschrittener Fischtypen. Sie hatten richtige, funktionstüchtige Kiefer und ihr Kopf sowie der Vorderkörper waren mit einem Panzer aus Knochenplatten bedeckt, weshalb diese Gruppe auch Panzerfische genannt wird.
Einen anderen Entwicklungszweig bilden die Knorpelfische, deren älteste Funde auf etwa 320 Millionen Jahre datiert werden. Ihr Knorpelskelett scheint aber kein primitives Merkmal zu sein, denn Panzerfische, Knorpelfische und Knochenfische haben wahrscheinlich eine gemeinsame, weit zurückliegende Wurzel. Der Urahn wird ein primitiver Panzerfisch gewesen sein, der bereits einen Knochenpanzer und ein verknöchertes Schädelskelett besaß.
Die Aufspaltung in Knorpel- und Knochenfische geschah schon in einem sehr frühen Stadium der Stammesentwicklung, und auch bei den Knochenfischen haben sich sehr früh abgezweigte Linien selbständig weiter entwickelt oder sogar ziemlich unverändert bis in die Jetztzeit erhalten.
Einfache Knochenfische sind z.B. die Störe; sehr ursprünglich sind auch die Quastenflossen, von denen ja der Weg zu den Landwirbeltieren führt. Die jüngste Gruppe der Knochenfische sind die Strahlenflossen. Sie haben auch mit etwa 25000 Arten den größten Formenreichtum erlangt.
