Sự sống đơn bào và đa bào tiên tiến đầu tiên đã xảy ra gần như đồng thời với sự tích lũy ôxy. Điều này có thể là do sự gia tăng trong các nitrat đã ôxi hóa mà các động vật nhân chuẩn sử dụng, ngược lại với vi khuẩn lam[6]. Cũng trong liên đại Nguyên Sinh thì quan hệ cộng sinh đầu tiên giữa các ti thể (đối với động vật và sinh vật nguyên sinh) và các lạp lục (đối với thực vật) và các vật chủ của chúng cũng đã tiến triển[7].

Sự phát triển thịnh vượng của các sinh vật nhân chuẩn như acritarch không ngăn cản sự bành trướng của vi khuẩn lam; trên thực tế, các stromatolit đạt tới đỉnh cao nhất của sự phổ biến và đa dạng trong liên đại Nguyên Sinh, vào khoảng 1,2 tỷ năm trước[8].

Theo truyền thống, ranh giới giữa liên đại Nguyên Sinh và đại Cổ Sinh (Paleozoic) của liên đại Hiển Sinh được thiết lập tại phần bắt đầu của kỷ Cambri khi các hóa thạch đầu tiên của các động vật được biết đến dưới tên gọi trùng ba thùy và archeocyatha xuất hiện. Trong nửa sau của thế kỷ 20, một loạt các dạng hóa thạch đã được tìm thấy trong các lớp đá của liên đại Nguyên Sinh, nhưng ranh giới trên của liên đại Nguyên Sinh vẫn được chốt tại phần đáy (sự khởi đầu) của kỷ Cambri, mà hiện nay coi là khoảng 542 Ma.