早出现于中寒武世，奥陶纪大量繁盛，主要营漂浮方式，分佈广，演化快、容易保存，是奥陶纪重要的分带化石。 早奥陶世早期以树形笔石为主，中期正笔石类中的无轴亚目大量繁盛，晚期有轴亚目的雕笔石出现；中、晚奥陶世是正笔石类的鼎盛时期。志留纪的笔石化石甚多，其中以单笔石类为主，如单笔石、弓笔石、锯笔石、耙笔石等。泥盆纪时正笔石类大部分绝灭，只剩下少量的单笔石和树笔石类。笔石最后于石炭纪晚期灭绝。
分类.笔石纲可分为2至7个目：