5.42亿年前开始，并持续了2500万年左右。其中，加拿大的伯吉斯页岩及中国的澂江化石地是着名的化石发现地点，此二地出土的动物化石包含软体动物门、腕足动物门、有爪动物门、鳃曳动物门、缓步动物门、节肢动物门、棘皮动物门与半索动物门等类群，亦有如古杯动物、古虫动物和三叶虫等已灭绝的动物。不过“大爆发”也有可能仅仅代表化石产地有大量的化石产出，而非大部分的动物均于同一时间演化出现。部分古生物学家认为动物在10亿年前就已出现，远远早于寒武纪大爆发年代。于拉伸纪地层发现的爬行痕迹与地穴的遗迹化石显示，当时可能存在