Филогенез турбеллярий представляется следующим. Непосредственным предком была пелагическая гастреада.
Эндональный мозг и статоцист имеются у всех турбеллярий. Статоцист у части турбеллярий редуцируется, он получен от общего предка. Его присутствие и сложность указывают на наличие у предков турбеллярий дифференцированного аппарата ресничного движения. Возник статоцист у гребневиков и протурбеллярий независимо: по тонкой структуре статоцист гребневиков и турбеллярий совершенно различны [Винников, 1974, 1979].
Развитие статоциста у протурбеллярий означает, что их аборальная зона перестала уже быть моторной и стала регулятором движения. Поэтому вероятно наличие у предка продольных полос ресничных клеток, специализированных как гребные приспособления. Все это вместе с ясными следами радиальной симметрии у современных турбеллярий указывает на пелагический характер их предка. Его целэнтерическая организация, кроме ранее сказанного, подтверждается наличием у всех миоцитов турбеллярий черт эпителиально-мышечной клетки. Такие клетки не могли возникнуть в паренхиме.
Гистологически протурбеллярии были проще гребневиков. В покрове находились хоаноциты, нейро-эпителиальные, миоэпителиальные клетки и необласты. В гастродерме — миоэпителиальные, нейроэпителиальные и железистые клетки.