Čini se da je evolucijskih inovacija bilo relativno malo i daleko između u prve tri ili otprilike milijarde godina života na Zemlji. Glavne evolucijske inovacije tijekom tog vremena bile su evolucija oksifotosintetskih bakterija i složenih stanica (eukariota). Iako je sam život nastao prije najmanje 3.7 milijardi godina, tek prije otprilike 600 milijuna godina pojavili su se prvi čvrsti dokazi višestaničnog života.
Odustajući od protozojskih (jednostaničnih) evolucijskih inovacija, za koje bi mnogi znanstvenici tvrdili da su najvažnije od svih iz tehničkih razloga, postoji niz evolucijskih inovacija, čija je korisnost svakome očigledna. Pet evolucijskih inovacija koje se čine najvažnijim su evolucija trećeg zametnog sloja, koji omogućuje tjelesnu šupljinu, također nazvanu coelom; grabežljivost, koja je pokrenula utrku u naoružanju evolucijskih promjena; oči, koje su nakon svoje početne evolucije postale toliko uspješne da ih posjeduje većina makroskopskih životinja; kolonizacija zemlje biljkama i životinjama; i evolucija pravog leta, koja se dogodila neovisno četiri puta i otvorila ogromnu novu nišu za kolonizaciju životinja.
Evolucija trećeg zametnog sloja, odnosno triploblastičnih životinja, dogodila se prije između 600 i 580 milijuna godina. Najraniji poznati triploblastični fosil je Vernanimalcula guizhouena, sićušna sferna životinja promjera samo 0.1 mm. Utvrđeno je da ova životinja ima dvije tjelesne šupljine koje odvajaju crijeva od stijenke tijela. Ovaj fiziološki raspored pomaže ublažiti unutarnje organe dok razdvaja strukturne ovisnosti između njih, dopuštajući im da se samostalno razvijaju. Ovo je neprocjenjiva evolucijska inovacija.
Evolucija grabežljivaca i očiju vjerojatno se dogodila blizu zajedno, i oboje vrlo rano. S obzirom na ono što znamo, razumno je pretpostaviti da su se oba ova događaja dogodila otprilike u isto vrijeme, na granici kambrija i pretkambrija prije oko 542 milijuna godina. Sve su očne životinje monofiletske, što znači da dijele zajedničkog pretka koji je evoluirao tijekom tog razdoblja. To je u suprotnosti s ranijim gledištem koje je tvrdilo da su oči u nekoliko navrata evoluirale neovisno. Otprilike u isto vrijeme pojavili su se prvi organizmi s tvrdim ljušturama, a na tim se školjkama mogu vidjeti male bušotine, izdajnički znak grabežljivaca. Grabež je možda evoluirao čak i ranije, budući da postoje površni dokazi grabežljivosti iz Edijakarskog razdoblja, 10-20 milijuna godina prije kambrijsko-prekambrijske granice.
Posljednje dvije evolucijske inovacije od velike važnosti su prelazak na kopno i prelazak u zrak. Preseljenje na kopno najvažnije je od ta dva, a dogodilo se prije otprilike 460 do 430 milijuna godina, tijekom razdoblja ordovicija i silura. Otprilike u to vrijeme, zelene alge evoluirale su u kopnene biljke, koje su nekoliko desetaka milijuna godina kasnije slijedili jednostavni člankonošci, uključujući pretke modernih pauka i žetelaca. Najraniji poznati kopneni fosil je stonoga. Mnogo kasnije, prije oko 350 milijuna godina, tijekom razdoblja karbona, kukci su razvili let, iskorištavajući ogromnu novu nišu. Let bi se samostalno razvijao još tri puta: kod pterosaura, ptica i šišmiša.