蛭类与寡毛类的亲缘关系最相近，推测它与寡毛类有一个共同的祖先。蛭类中最原始的种类——寄生于鱼体上的棘蛭，有许多明显的寡毛类特征，如在身体前端的几个体节上仍保留少数刚毛，无前吸盘，后吸盘在体后部的顶端，与体轴一致，体腔较宽广。这些特征都与寡毛类中的蛭蚓科有共同点，蛭蚓科和棘蛭科可以说是两类之间的桥梁。

　　蛭类与寡毛类都具有环带，环带分泌接受卵的卵茧。两者均为雌雄同体动物，并有通向体外的生殖腺。在水蛭的发生过程中能看到很多寡毛类的胚胎学特征。事实上，把水蛭当作为了适应吸血的外寄生生活方式而特化的寡毛类动物是有道理的。在这个特化过程中，它们失去了蚯蚓用来运动的刚毛而在身体两端发展成吸盘，这样的进化更适合吸血时附着到宿主身上；它们的消化道发生了变异，适应贮存大量的食物；而且随着体腔的大大退化，身体的体节也变得不分明了。

　　蛭类在早期即从吻的有无，向两大分支发展。有吻的一类为吻蛭目，另一大分支为颚蛭目和咽蛭目。在吻蛭目内，舌蛭科较低级，因为它的每一体节仅分3环，是原始的类群，晶蛭的染色体数目是16，亦相符合。鱼蛭科发育成特殊型式，鱼蛭的染色体为四倍体——32，每节常超过5环，如鱼蛭每节多至14环。颚蛭目有发达的颚，是较原始的类型。咽蛭目颚退化，有发达的咽，体环数有增大的倾向，体腔窦进一步缩小，是向肉食性发展的次生性分化。