Die bekanntesten Muschelkalkfossilien sind sicher die Ceratiten, die zu den Ammonoidea gehören. In der Trias erlebten diese schalentragenden Kopffüßer ihre höchste Diversität. Die Ordnung der Ceratiten bewohnte mit fast 500 Gattungen die triaszeitlichen Meere, doch nur wenigen gelang es 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 und Balatonites, wichtige Leitfossilien für die Korrelierung mit der tethyalen Trias.
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. 3,5 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 mit einigen Arten der Gattung Germanonautilus vertreten sind. Ihre kalkigen Mundwerkzeuge, die Rhyncholithen, weisen sie wie ihre heutigen Verwandten aus dem Indopazifik als Räuber oder Aasfresser aus.
