古文昌鱼（学名：）为古文昌鱼属（属名：）的唯一物种，是一种已灭绝的早期头索动物，生存于二叠纪的空谷期。唯一已知化石是出土于南非地层的正模标本，该个体全长11毫米，颇小于其现生的远亲文昌鱼。古文昌鱼的构造与文昌鱼略为相似，但文昌鱼整体外形偏流线型，除尾鳍以外的鳍皆相当短。古文昌鱼的背鳍后部更为高耸，且具有倒V字形钩状突起，腹鳍也远比文昌鱼明显，为末端向后指的长三角形鳍；古文昌鱼的尾鳍较圆，文昌鱼则偏向菱形。而古文昌鱼化石中沿身体长轴延伸的构造，则被认为是和嵴索的痕迹，已颇具现生头索动物的雏形。