分辨其祖先是否也是如此是不可能的，但依其他不同的事实来看，有相当的可能性，所有现存的后口动物都演化自一个有腮裂、中空神经索和分段的身体。此一祖先应类似寒武纪时被称做古虫动物的小后口动物类群。
演化树.以下为与后口动物（及旁系群原口动物）相关的支序演化树示意图。 演化支出现距今的年代以百万年为单位（Mya）记。