Die meisten Stammbaum-Hypothesen stellen die Belemnitida irgendwo in die Nähe des Ursprungs der Coleoidea, jener Kopffüßergruppe, die Kraken, Kalmare und Sepien umfasst. Die vollständig ausgestorbenen Belemniten lassen sich daher nicht allein aus Vergleichen mit lebenden Kopffüßern rekonstruieren. Anders als bei den ursprünglicheren Ammoniten haben wir jedoch eine recht sichere Vorstellung von der Körperform der Belemniten, gestützt auf hervorragende Fossilien einschließlich Armhaken und Weichteilen (was allgemein auch für Ammoniten gilt, wo es aber noch an ausreichend unmittelbaren Belegen für einen Konsens über die Kopfgestalt fehlt). Die beiden kleineren Tiere im Bild sind gewissermaßen verallgemeinert, um die verbreitete Form zu zeigen. Die Spitze zwischen den Flossen ist die Stelle des massiven Rostrums, jenes häufig gefundenen „Donnerkeils“ als kennzeichnendes Organ vor dem inneren Phragmokon. Der große Kerl unten steht für die abweichenden Formen mit verlängertem Rostrum, wie den riesigen Megateuthis.