Вероятнее всего предок моллюсков был билатерально-симметричным животным с уплощенным телом, слабо обособленной головой, развитой мускулистой ногой и слабовыпуклой раковиной. Наличие метамерного строения у первичных моллюсков оспаривается, однако, метамерия моноплакофор, затрагивающая производные целома, заставляет предполагать, что предки моллюсков были метамерными.
В ходе дальнейшей эволюции моллюсков обособились два главных направления - группа боконервных и группа раковинных моллюсков. Боконервные в свою очередь делятся на панцирных моллюсков, сохранивших многие примитивные черты и приспособившихся для жизни в зоне литорали и беспанцирных, утративших раковину в ходе перехода к роющему образу жизни.
В основании группы раковинных стоит класс моноплакофор, демонстрирующий ряд плезиоморфных признаков. Ранее обособление головоногих связано с переходом к активному хищничеству в толще воды и, соответственно, развитию высокой подвижности. Развитие остальных групп связано с модификацией раковины в связи с образом жизни.
Филогенетические отношения в группе моллюсков (Источник изображения Шарова, 1999 )