Кольчатые черви - самые сложноустроеные. Их тело делится на головную лопасть, сегментированное туловище и анальную лопасть. Появляется замкнутая кровеносная система и вторичная полость тела. Хорошо развит кожно-мускульный мешок. В каждом сегменте имеются по два нефридия - органа выделения. Нервная система представлена окологлоточным нервным кольцом, надглоточным и подголоточным нервными узлами и цепочкой брюшных ганглиев. У олигохет одна брюшная цепочка, а у полихет - две.

Класс олигохеты. Типичный представитель - дождевой червь. На переднем конце червя находится головная лопасть, на которой расположено ротовое отверстие. На заднем конце находится анальная лопасть с порошицей. Туловище состоит из 100-180 сегментов, имеющих одинаковое строение. По всему телу червя рассеяны светочувствительные клетки. Снаружи червь покрыт тонкой эластичной кутикулой, содержащей множество железистых клеток, которые выделяют слизь, защищающую червя от высыхания. Это имеет большое значение, так как кожный покров червя пронизан кровеносными сосудами, через которые в организм поступает кислород. Поэтому червь выползает на поверхность только ночью или в дождь. Ведет роющий образ жизни, проделывая в земле ходы, что способствует аэрации, удобрению и увлажнению почвы. Под кожным эпителием червя располагаются кольцевые мышцы, под ними - более мощные продольные. Их попеременное сокращение обеспечивает передвижение червя. Движению червя способствуют также щетинки, расположенные по четыре на каждом сегменте, кроме первого. Продольные мышцы изнутри выстланы целомическим эпителием, под ними находится вторичная полость (целом). В каждом сегменте есть свой целом, заполненный целомической жидкостью. Там созревают яйцеклетки и спермии, туда поступают продукты обмена.
Пищеварительная система начинается ртом, затем идет глотка, пищевод, зоб (в него поступают ферменты, расщепляющие углеводы), желудок (измельчает пищу), средняя кишка (происходит расщепление и всасывание). Неперевареные остатки пищи выводятся через заднюю кишку и анальное отверстие. В пищевод впадают протоки известковых желез, необходимые для выведения углекислого газа.
Кровеносная система состоит из двух крупных сосудов: брюшного и спинного. В спинном сосуде кровь течет вперед, а в брюшном назад. Они соединяются кольцевыми сосудами (по нескольку в каждом сегменте). От кольцевых сосудов отходят капилляры, которые пронизывают кожу, мышцы и органы. С их помощью червь дышит. Движение крови обеспечивает сокращающаяся стенка спинного сосуда и несколько кольцевых сосудов.
Органы выделения примитивные. В каждом сегменте имеется две воронки и эпителий, загоняющий воду в эти воронки. От воронок отходит трубочка, открывающаяся на следующем сегменте.

Класс полихеты. Отличаются большим разнообразием, живут в морях. Некоторые ведут сидячий образ жизни, их тело заключено в трубку. Головная лопасть вместе с первым сегментом составляет головной отдел. На головном отделе есть щупальца и усики - органы осязания и обоняния. У полихетов есть глаза. У одних это вогнутые участки эпителия со светочувствительными клетками, у других - сложноустроенные глаза, состоящие из хрусталика, роговицы, стекловидного тела и сетчатки, состоящей из палочек. У ползающих по дну полихет глаза образуются вокруг порошицы. Впервые у них появляются ножки (псевдоподии и параподии) - мускулатурные выросты на каждом сегменте. На них имеются щетинки и усики. Дышат полихеты всей поверхностью тела, но у некоторых в усиках проходят кровеносные сосуды, и эти усики выполняют функцию жабр. Полихеты раздельнополые, полового диморфизма нет. Около параподий образуются половые железы, в которых развиваются яйцеклетки или сперматозоиды. После созревания они пробивают стенку и попадают в воду, где происходит оплодотворение.

Класс пиявки. Головная и анальная лопасти превращены в присоски. Пиявки - эктопаразиты или хищники, питающиеся кровью. Медицинская пиявка относится к челюстным. Ее челюсти представляют собой хитиновые зубчики, которыми пиявка прокусывает кожу жертвы. В ее слюнных железах вырабатывается гирудин, в котором содержатся противовоспалительные вещества и антикоагулянты.