В третий период развития эволюционной теории зародились и начали распространяться неокатастрофистские концепции эволюции. Фундаментом неокатастрофизма стало положение о внезапных вмешательствах в процессы эволюции факторов и причин, отличных от ныне действующих.
Подобные представления впервые были высказаны Э. Зюссом (Siiess, 1863). Приспосабливая идеи катастрофизма Кювье к новым временам, Зюсс рассматривал органическую эволюцию как чередование геологически продолжительных периодов стабильного существования таксонов с кратковременными периодами их массовых перечеканок. Причину последних он видел в действии физико-географических и климатических агентов, внезапно воздействующих на органический мир. Зюсс стал родоначальником эктогенетического неокатастрофизма.
В дальнейшем мысль о внезапно наступающих массовых перечеканках, ведущих к разовому возникновению новых таксонов, часто объединялась с признанием существования всеобщего «внутреннего закона развития», действующего импульсивно или проявляющегся только при определенном сочетании условий. Таковы были гипотезы «гетерогенного размножения» А. Келликера, С. Майварта о скачкообразном видообразовании, В. Ваагена о больших геологических мутациях, С. И. Коржинского о гетерогенезисе.
К неокатастрофизму ученые склонялись по разным причинам. Многие — из-за несогласия с теорией Дарвина об аккумулятивном действии естественного отбора как главной причине происхождения новых органов, другие — из-за трудностей при объяснении эволюции неадаптивных признаков, по которым подчас различаются те или иные таксоны, и т. д. Немало палеонтологов было убеждено, что пробелы в палеонтологической летописи, и особенно отсутствие переходных форм в основаниях стволов многих крупных таксонов, — прямое свидетельство пароксизмов, которые возникают в геологически переломные эпохи и порождают новые формы. Часть сторонников неокатастрофизма правильно возражала против идей о полной равномерности темпов эволюции. Но проблема неравномерности разрабатывалась ими на основе одностороннего положения о прерывистости как основном законе эволюции.
В конце XIX в. идеи неокатастрофизма еще не получили того интенсивного развития, которое они имели в самом начале XX в. после работ Коржинского и Г. де Фриза.