Голова у этих животных была покрыта сверху более или менее хорошо развитым костным панцырем. Тело почти у всех представителей было покрыто костными пластинками, располагавшимися в несколько рядов (у Lasanius наружный скелет развит очень слабо). Эндокраний хрящевой или с перихондральным слоем кости. Ноздря одна, не соединялась с полостью глотки, она располагалась высоко сверху головы (см. рис. 6). Глаза также, в отличие от Pteraspides, расположены не по краям головы, а сверху и находятся близко друг от друга. Имелся третий пинеальный глаз (см. рис. 6). Спинные и брюiные корешки спинномозговых нервов (у тех представителей, у которых они известны) так же, как и у миног, не соединялись между собой. По бокам или с нижней стороны головы имелось по нескольку жаберных отверстий. У многих представителей имелись грудные плавники. Видимо, все представители этого подкласса были пресноводными формами.
К подклассу Cephalaspides относится два отряда: Cephalaspiformes и Birkeniiformes.

Отряд Cephalaspiformes. Благодаря работам скандинавского палеонтолога Стенще, в настоящее время известны не только внешний вид, по и внутреннее строение этих замечательных животных. Причем некоторые органы, как:, например, головной мозг, сосудистая система, изучены у некоторых Cephalaspides лучше, чем у многих современных рыб. Характеризуется отряд Cephalaspiformes хорошо развитым костным панцырем, который покрывал сверху голову и переднюю часть тела. В костной ткани имеются костные клетки. (У Pteraspides костные клетки в костной ткани отсутствуют). Задняя часть тела покрыта рядами костных пластинок. По мнению Gross, у цефаласпид имелась непокрытая панцырем личинка и только по достижении размеров взрослых животных образовывался панцырь. По Обручеву, панцырь у цефаласпид образовывался в онтогенезе путем слияния отдельных полигональных полей.
У многих представителей Cephalaspiformes известны грудные плавники. Хвостовой плавник гетероцеркальный. Обычно имеется по десяти пар жаберных отверстий, которые располагаются с брюшной стороны.
На голове располагается по три или по пять своеобразных органов, из которых два или по два располагаются по бокам головы и один находится на верхней стороне головы (см. рис. 6). Одни авторы рассматривают эти органы как электрические, другие считают их органами чувств. Инервируются эти органы седьмой парой головных нервов, которые у цефаласпид сильно развиты.
Головной мозг по своему внешнему виду очень напоминает мозг миноги.
Цефаласпиды имели дорсовентрально уплощенную форму тела, гетероцеркальный хвостовой плавник и нижний рот. По внешнему виду они напоминали лопатоносов или некоторых панцырных сомов. Это были мелкие животные от 5 до 40 см длины. Они вели донный малоподвижный образ жизни, питались, видимо, донными беспозвоночными и жили в русле рек. Предполагаемые электрические органы и панцырь, как думает Ромер, служили для защиты от членистоногих эвриптерид, которые жили вместе с цефаласпидами в континентальных водах, и несомненно вели хищный образ жизни. Впервые цефаласпиды появляются в верхнем силуре и исчезают в верхнем девоне.
Отряд Birkeniiformes. По внешнему виду представители этого отряда сильно отличаются от цефаласпид. Они имели веретенообразное тело, значительно более легкий панцырь из отдельных рядов пластинок. На спине ряд жучек, хвостовой плавник гипоцеркальный. Грудные плавники в виде колючек. Многочисленные жаберные отверстия (до 15 шт. с каждой стороны) располагаются по бокам головы. Рот, хотя и без обособленных челюстей, но по функции, видимо, хватательный. «Электрических органов», видимо, нет. Это мелкие формы до 10 см длины. Известные представители этого отряда Birkenia и Lasanius вероятно питались мелкими беспозвоночными толщи воды. Представители отряда Birkeniiformes известны от верхнего силура до верхнего девона.

---