Organismu daudzveidība un evolūcija Silūra un devona robeža ir viena no nedaudzajām robežām starp fanerozoja sistēmām, kas nav saistīta ar organismu masveida izmiršanu, tomēr laika gaitā dažas senās grupas lēnām izzuda: devonā krasi samazinājās trilobītu sugu skaits, drīz pēc agrā devona izmira graptolīti, dažas senākās adatādaiņu grupas, par retiem kļuva tabulātu koraļļi un nautiloideji (kuģīši). Salīdzinot ar silūru, kopējā bioloģiskā daudzveidība nedaudz pieauga līdz vēlā devona vidum, kad sekoja t. s. Kelvaseras biotas krīze un biodaudzveidības samazinājums.

Devona trilobītu Phacops sp. fosilijas. Maroka.
Autori: A. Dulai, I. Főzy. Avots: Europeana/Hungarian Natural History Museum.
Devonā turpināja evolucionēt galvenokārt tās pašas augsta ranga sistemātiskās grupas, kas silūrā, bet nomainījās to sastāvs. Par rifu būvētāju galveno grupu kļuva četrstarkoraļļi; rifu veidošanā piedalījās arī sūneņi un stromatoporāti – īpatnēji kārtainas uzbūves sūkļi.
Tāpat kā silūrā, arī devonā starp jūru iemītniekiem, pirmkārt, jāmin brahiopodi, kas sasniedza daudzveidības maksimumu; īpaši dažādi bija slēdzeņbrahiopodi. Tipiska devona brahiopodu grupa ir spiriferīdi ar īsu, platu čaulu, "austiņām" slēdzenes malā, izteiktiem vāciņu izlocījumiem un radiāli izvietotām ribām ornamentā. Gandrīz tikpat svarīga loma ekosistēmās bija galvkājiem, bet šīs grupas ietvaros notikušas būtiskas pārmaiņas: endoceratīti un ortoceratīti ar taisnām čaulām izmira, izņemot vienu ortoceratītu ģinti, kas kā "dzīvais izraktenis" izdzīvoja līdz paleogēnam. Devona sākumā parādījās amonitīdi – galvkāji ar plakanajā spirālē savītu čaulu, kuriem bija labākas peldēšanas un manevrēšanas spējas; šai grupai kopš devona ir liela biostratigrāfiska nozīme. Amonitīdiem ir gara un notikumiem bagāta vēsture, tie vairākkārt gandrīz izmira, līdz izzuda no Zemes krīta beigās kopā ar dinozauriem.
Sekmīgi attīstījās arī citi bezmugurkaulnieki: vēžskorpioni, gliemeņvēži, piestiprinātie adatādaiņi (jūras lilijas un jūras pumpuri), krama sūkļi, kā arī vienšūņi – foraminīferas. Turpināja eksistēt gliemenes, gliemeži, jūras eži, vēži un citi, kuri bija diezgan līdzīgi saviem silūra radiniekiem. Baltijas devona nogulumos sevišķi daudzveidīgas bezmugurkaulnieku atliekas var atrast kaļķakmeņos vai viegli dolomitizētos to paveidos; diemžēl dolomitizācijas procesā kalcīta vai aragonīta čaulas parasti izšķīda, tāpēc bezmugurkaulnieku skeletu saglabāšanās pakāpe dolomītos nav tik augsta kā silūra vai ordovika kaļķakmeņos.
Sauszemē arvien daudzveidīgāki kļuva dažādi posmkāji: tādi helicerāti kā zirnekļi, skorpioni, ērces, kā arī, iespējams, daži vēžskorpioni. Attīstījās daudzkāji, bet devona beigās parādījās pirmie kukaiņi, pagaidām bez spārniem.
Agrajā devonā uz Zemes bija ne tikai primitīvas rīnijas, kas radās silūrā, bet no tām izcēlušies attīstītāki augi – staipekņveidīgie. Tiem radās lapas, kopš devona vidus – īstas saknes. Vairošanās orgāni – sporangiji – bija izvietoti ne tikai vasu galos, bet arī gar stublājiem. Bieži vien šo augu atliekas saglabājas kā t. s. fitoleimas – plānas pārogļoto augu plēvītes. Pateicoties celoluzes inertumam, augu mīkstās daļas dažkārt saglabājas labāk nekā cietie dzīvnieku skeleti.
Devona beigās radās paparžveidīgie ar raksturīgām dalītām lapām, augi sasniedza ievērojamu lielumu; radās koksne kā dažādu vadaudu un mehānisko audu komplekss. Primitīvās rīnijas ātri izmira, dodot vietu staipekņiem, kosām un papardēm, kas eksistē vēl mūsdienās. Visi šie augi vairojas ar sporām, un tiem apaugļošanas nodrošināšanai vajadzīgs ūdens. Paparžveidīgie un no tiem radušies pirmkailsēkļi, kas ārēji un pēc koksnes uzbūves līdzīgi kailsēkļiem, bet vairojas ar sporām, kļuva no ūdens neatkarīgi. Tas palīdzēja šiem augiem apgūt arī sausākus biotopus, sasniegt lielus izmērus un radīt lielu daudzumu jaunu ekoloģisko nišu dzīvniekiem. Pirmo reizi Zemes vēsturē sauszemi sāka pārklāt meži, kuros auga gan nelieli, līdz 10 m augstumā, koki, gan krūmi, liānas un lakstaugi. Mežu izplatīšanās samazināja erozijas apmērus, tāpēc, sākot ar vēlo devonu, drupu materiāla uzkrāšanās seklajās jūrās norisinājās lēnāk nekā iepriekš, piemēram, kembrijā vai ordovikā. Augu atliekas Baltijas devona nogulumiežos ir atrodamas, sākot ar apakšējo devonu. Galvenokārt tās ir fitoleimas (Latvijas teritorijā, piemēram, Ķemeru svītā, vidusdevona Lodes svītā, augšdevona Pļaviņu un Tērvetes svītā), kā arī ar sakņu eksistenci saistīti minerālvielu sakopojumi, piemēram, rizokrēcijas, kas atrastas dažādās smilšaini mālaino nogulumu svītās gan vidējā, gan augšējā devona slāņkopā.
Veģetācija regulē ūdeņu noteci; silūrā augi to nespēja pilnībā nodrošināt, jo rīnijas bija amfibiotiski augi. Tāpēc ir pamats uzskatīt, ka pirmās īstās upes ar regulētu tecējumu radās devonā, bet pirms tam ūdens veidoja sezonālas vai periodiskas Sahāras vadi (angļu wadi, no arābu wādī 'ieleja') tipa straumes, iespējams, pastāvīgā gultnē. Līdz ar upju izveidi radās iespēja arī ūdens dzīvniekiem pakāpeniski sākt kolonizēt saldūdens baseinus. Par devona upju dzīvniekiem drošu paleontoloģisko pierādījumu nav; daži pētnieki uzskata, ka dažas zivis pielāgojās dzīvei saldūdens ezeros, kas bija savienoti ar jūru jau devona vidū.
Zivis – bezžokļeņi un īstās zivis ar žokļiem – turpināja eksistēt jau 100 miljonus gadu pirms devona, bet tieši devonā šie organismi piedzīvoja savu uzplaukumu. Šajā periodā dzīvoja kopā visu zivjveidīgo dzīvnieku klases: kaulvairodžveidīgie (kaulvairodži, bezvairodži un nēģi), pteraspidomorfi, ieskaitot dažādvairodžus, un telodonti, kā arī četras zivju klases: skrimšļzivis, akantodes, bruņuzivis un kaulzivis. Bruņuzivis un vairodži izmira devona beigās: telodonti – vidusdevona beigās, kaulvairodži, bezvairodži un dažādvairodži – Franas un Famenas laikmeta robežas tuvumā, bruņuzivis – pašās devona beigās. No bezžokļeņiem vienīgi nēģi ir izdzīvojuši un eksistē vēl mūsdienās; no zivīm divas klases izmira, un divas turpina eksistēt arī mūsdienās – tās ir kaulzivis un skrimšļzivis.
Kaulzivis pielāgojās atšķirīgiem dzīves stiliem un sadalījās divās grupās ar kustīgu un mazkustīgu dzīves veidu. Pie vienas grupas pieder vieglas, slaidas, nelielas zivtiņas ar plānām zvīņām un vienu muguras spuru – planktona un citu sīkbūtņu ķērājas, pie kurām pieder paleoniski; šī zara evolūcija noveda pie mūsdienu asariem, līdakām, siļķēm un daudzām citām zivīm. Pie otras grupas pieder pārsvarā liela izmēra zivis ar lieliem zobiem, smagām, biezām zvīņām, divām muguras spurām un gaļīgu pāra spuru pamatni. Šīs zivis medīja kā dzīvie slazdi: lēni peldēja seklos ūdeņos tuvu gultnei un strauji uzbruka upuriem. Tās ir daivspurzivis, kuras mūsdienās pārstāv vienīgi četras vai piecas plaušzivju ģintis dienvidu zemēs, un plaši pazīstamais celakants latimērija (Latimeria) no Indijas okeāna pie Komoru un Indonēzijas salām. Devona beigās no šīs zivju grupas izmirušām pārstāvēm, ko sauc par tetrapodveidīgajām zivīm, izcēlās pirmie četrkāji, mūsdienu abinieku, rāpuļu, putnu un zīdītāju senči. Sākotnēji tie dzīvoja ūdenī, bet spēja balstīt ķermeni pret substrātu, elpot atmosfēras gaisu un karbonā daži no tiem pārgāja dzīvot sauszemē.
Tiek uzskatīts, ka devonā zivis pirmo reizi apguva dzīvi saldūdens baseinos: upēs un ezeros. Par dzīvi upēs drošu pierādījumu nav, toties Skotijā labi saglabājušās dažādu grupu zivis atrastas laminītos (sīkslāņotos kaļķakmeņos ar ievērojamu drupu graudu piejaukumu), kas, iespējams, uzkrājušies milzīgos ezeros starpkalnu ieplakās. Šie ezeri tikai periodiski bija savienoti ar pasaules okeānu. Baltijā devona zivju atliekas veido ievērojamu daļu no visām dzīvnieku fosilijām, kas labi saglabājušās. Pārsvarā tās atrod smilšaini mālainos nogulumos, kas uzkrājās seklā jūrā tuvu tās krastam, kā arī upju estuāros un deltās. Zivju fosiliju iegulu Lodes karjerā Liepas ciema teritorijā uzskata par vienu no nozīmīgākajām devona mugurkaulnieku atradnēm pasaulē, kur konstatēti gan fragmentāri, gan veseli dažādu zivju skeleti, ieskaitot tikko no ikriem izšķīlušos zivju mazuļus. Turklāt Lodes svītas mālos atrasts daudz dažādu bezmugurkaulnieku, ieskaitot pasaulē senākās parazītisko plakantārpu īstās fosilijas, kā arī augu makroskopiskās atliekas.

Daivspurzivs Tristichopterus alatus fosilija. Vidējais devons, Skotija.
Fotogrāfs Gennadi Baranov. Avots: Europeana/Tallinn University of Technology, Institute of Geology at TUT.