“Riba” je riječ koja se koristi za označavanje bilo kojeg kralježnjaka koji nije tetrapod. Evolucijska povijest riba započela je prije 530 milijuna godina, u razdoblju sredinom kambrija. Neke od najstarijih poznatih životinja u evolucijskoj povijesti riba su Pikaia gracilens, koja podsjeća na modernu lancetu, pronađenu u poznatom skupu škriljaca Burgess, te Haikouichthys i Myllokunmingia iz škriljevca Maotianshan u južnoj Kini. Ove jednostavne ribe bez čeljusti postojale su otprilike 100 milijuna godina sve dok se nije razvila prva riba s čeljustima. To su ujedno i najraniji poznati kralježnjaci.
U početku su ribe bile manjinski članovi u ekosustavu u kojem su dominirali beskralješnjaci, posebno brahiopodi, spužve i člankonošci kao što su trilobiti. Tek u silurijskom razdoblju, prije otprilike 420 milijuna godina, čeljusne ribe su se razvile i počele se učinkovito natjecati s beskralješnjacima. Najranije ribe s čeljustima bile su plakodermi, obitelj riba s posebnim oklopom za glavu i prsni koš koji ih je štitio od grabežljivaca. Ove ribe su preci svih modernih kralježnjaka, uključujući ljude i sve naše kućne ljubimce i stoku.
Ribe bez čeljusti brzo su nadmašene, ostavljajući za sobom samo nekoliko malih loza koje su na kraju dale povoda za suvremene hajduke, lampuge i lancete. Ponekad se te životinje ne smatraju pravim ribama zbog njihove radikalno različite fiziologije. Postoje čak i određena neslaganja oko toga jesu li lampuge uopće kralježnjaci, budući da je njihov hrskavični “kostur” tako primitivan.
Evolucijska povijest riba nastavila se s dominacijom riba s čeljustima, posebno plakoderma, koji su narasli i do 6 m (20 stopa) u superpredatorima kao što je Dunkelosteus telleri. Veliki grabežljivci poput Dunkelosteusa smatraju se prvim superpredatorima kralježnjaka i čvrsto su utvrdili ulogu kralježnjaka kao vršnih grabežljivaca u svjetskim ekosustavima, ulogu koja će se nastaviti do kraja evolucijske povijesti. Plakodermi su dominirali tijekom silurskog razdoblja, nekoliko desetaka milijuna godina, sve do devona, kada su se ribe počele brzo diverzificirati.
Devonij je bio najveća prekretnica u evolucijskoj povijesti riba, kada su se mnogi moderni i izumrli oblici razvili iz sjemena plakoderma, uključujući morske pse i raže, akantodije (“bodljaste morske pse”, sada izumrle), ribe s perajima (koje dominiraju u morima danas), i ribe s režnjevim perajima, koje su na kraju evoluirale u kopnene kralježnjake. Ribe su uspješno nadmašile mnoge druge morske organizme i postale dominantna pokretna morska životinja, dijeleći mora s malim člankonošcima kao što su kopepodi i kril.
Iako su ribe s režnjevima peraje i akantodi pokazali trenutni uspjeh tijekom devona, akantodi su poprilično izumrli do kraja sljedećeg razdoblja, karbona, dok su ribe s režnjevima peraje postale malena manjina nakon što su tijekom istog geološkog razdoblja stvorile tetrapode. . Dugi niz godina smatralo se da ih predstavlja samo plućnjak, sve dok s obala Južne Afrike nije izvučen koelakant. Otkriće živog koelakanta smatralo se jednim od najvećih zooloških nalaza 20. stoljeća.