Mimo że nie znaleziono dotychczas nie budzących wątpliwości kopalnych przodków strunowców, pewne przesłanki wskazują, że były to niewielkie zwierzęta pozbawione twardego szkieletu. Informacji o tym, jak mogły wyglądać, dostarczyły dobrze zachowane skamieniałości wczesnokambryjskich zwierząt z grupy Yunnanozoa, znalezione w chińskiej prowincji Chengjiang. W drobnoziarnistych skałach mających około 530 milionów lat doskonale zachowały się tam odciski organizmów o miękkim ciele. Jeden z przedstawicieli Yunnanozoa, nazwany Haikouella, miał ok. 3 cm długości, a wewnątrz ciała cewkę nerwową i strunę grzbietową. Niektórzy biolodzy uważają, że ten odkryty w 2003 r. okaz jest przedstawicielem wczesnych wtórogębych, a nie właściwym strunowcem. Inni badacze nie zgadzają się z tym poglądem i twierdzą, że Yunnanozoa były strunowcami podobnymi do kręgowców. Do rozstrzygnięcia tego sporu potrzebne są dalsze badania. Kambryjskie łupki Burgess w Kolumbii Brytyjskiej w Kanadzie także dostarczyły wielu skamieniałości. Wśród nich znaleziono okaz przypominający kształtem lancetnika, który nazwano Pikaia. Zwierzę to miało strunę grzbietową z przyczepionymi do niej mięśniami, umożliwiającymi przemieszczanie się. Tę skamieniałość uznaje się zwykle za przedstawiciela wczesnych strunogłowych.