Die bekanntesten Muschelkalkfossilien sind sicher die Ceratiten mit einfach gewellter Lobenlinie, die zu den Ammonoidea gehören. In der Trias erlebten diese schalentragenden Kopffüßer ihre höchste Diversität. Von den fast 500 Gattungen der triaszeitlichen Meere gelang es aber nur wenigen, im Muschelkalkmeer Fuß zu fassen, unter ihnen Ceratites. Im Unteren Muschelkalk sind Cephalopoden allgemein selten, jedoch mit denselben Gattungen wie in der tethyalen Trias vertreten. Dazu gehören u.a. Beneckeia, Balatonites und Discoptychites, wichtige Leitfossilien für die Korrelierung mit Triasgesteinen aus der Tethys. Mit der Transgression des Oberen Muschelkalks wanderten aus der Tethys kleine Paraceratiten ein, aus denen sich in einer fast lückenlos belegten, aber von der Tethys abgekoppelten Evolutionslinie während ca. drei Millionen Jahren ihre Größe, Gehäuseform und Skulptur wandelte. Ceratiten sind die wichtigsten Leitfossilien des Oberen Muschelkalks, der sich mit ihrer Hilfe in 15 Biozonen gliedern lässt. Mit den bis über 40 cm großen Discoceratiten starben sie am Ende der Muschelkalk-Zeit aus. Weniger artenreich sind die Perlboote oder Nautiliden, die im Muschelkalk mit wenigen Gattungen und Arten vertreten sind, darunter Germanonautilus. Ihre kalkigen Mundwerkzeuge, die Rhyncholithen, weisen sie wie ihre heutigen Verwandten aus dem Indopazifik als Räuber oder Aasfresser aus.
Entwicklungsreihe der Ceratiten und ihre Biozonen, ausgerichtet am Profil des Oberen Muschelkalks in Südwestdeutschland. Aus Hagdorn 2004
Ceratites nodosus ist das bekannteste Fossil des Muschelkalks. Am „Steinkern“, der zu Stein verfestigten Füllung der ehemaligen Perlmuttschale, erkennt man die Wohnkammer und den zu Lebzeiten des Tieres mit Luft gefüllten, gekammerten Teil des Gehäuses mit den gewellten Lobenlinien der Kammertrennwände.
Mit Ceratites (Discoceratites) semipartitus endet die Entwicklungsreihe der Ceratiten im Oberen Muschelkalk.
Nach dem Plattensee in Ungarn benannt ist Balatonites, der im Unteren Muschelkalk als Seltenheit gefunden wird. Der abgebildete Steinkern stammt aus der Oberen Gogolin-Formation Oberschlesiens
Die meisten Funde des seltenen Discoptychites stammen aus dem Schaumkalk von Freyburg/Unstrut. Der Fund aus den Terebratelbänken vom Elm zeigt die zerschlitzte ammonitische Lobenlinie.
Zu den ausgesprochen seltenen Einwanderern aus der Tethys ins Meer des Oberen Muschelkalks gehören Vertreter der Gattung Flexoptychites. Kennzeichen sind die flachen Flankenwülste und die geschlitzten Sättel. Das abgebildete Exemplar stammt aus dem Tauberland.
Unter sauerstoffarmen Verhältnissen wurden in der Freudenstadt-Formation die Innenwindungen von Beneckeia buchi pyritisiert. Solche Nuclei verwittern zu Brauneisenstein. Sie zeigen noch nicht die zugeschärfte Ventralseite der adulten Individuen. Durchmesser der Franke-Zelle 12 mm
Steinkerne von Germanonautilus bidorsatus, dem häufigsten Nautiliden, aus dem Oberen Muschelkalk des Hohenloher Landes
Zu den Mundwerkzeugen von Germanonautilus gehören der „Unterkiefer“ Conchorhynchus mit kalkiger Mittelleiste und ehemals chitinigen Seitenflügeln und der „Oberkiefer“ Rhyncolites.