La simetría proporciona una base para dividir de nuevo a la mayoría de los animales en dos grupos: radiados y bilaterales. Los tejidos de los primeros sólo tienen dos capas principales, mientras que en los animales bilaterales existen tres. Este cambio se produjo con la aparición de una capa intermedia (mesodermo) entre la externa (ectodermo) y la interna (endodermo). Durante el desarrollo embrionario de los animales, el ectodermo se diferencia en la piel y el sistema nervioso, el endodermo en el revestimiento intestinal y algunos de sus derivados, y el mesodermo en el resto de las estructuras, como los músculos. La simetría bilateral es también un rasgo de evolución ligado a un aumento de la capacidad de locomoción activa, aunque con frecuencia dicha movilidad se pierde en líneas evolutivas posteriores. El movimiento en una dirección está facilitado por el desarrollo de una cabeza, que contiene el cerebro y los órganos de los sentidos en la parte delantera.
Entre los organismos con simetría bilateral, hay un número de filos que difieren en sus formas adultas, pero han podido relacionarse según sus etapas embrionarias tempranas. Estos grupos se establecen en función de cómo se dividen las células y cómo se forman los órganos; por ejemplo, una de estas subdivisiones básicas separa los organismos con simetría bilateral en los Protóstomos, en los que persiste la boca embrionaria, y en los Deuteróstomos, en los que se forma una boca nueva.