早古生界黑龙江省出露很少，而且很分散。其中以小兴安岭西北部研究较为详细。
　　　　一、寒武系
　　　　寒武系黑龙江省出露很少，且很零散，横向对比较困难，目前均划归下寒武统。
　　　　（一）五星镇组
　　　　五星镇组仅见于伊春市五营区五星镇。下部由灰色大理岩夹碳质及粉砂质板岩组成，厚 100—150米；上部由砂质和钙质板岩夹大理岩组成，厚度大于150米，产有三叶虫和腕足类化 石。
　　　　（二）晨明组
　　　　晨明组分布于伊春市晨明一带。岩性大致分为下、中、上3部分。下部以含沥青质灰岩为 主；中部是沥青质灰岩和粉砂岩互层；上部是粉砂泥质岩和泥质岩。厚约550米。
　　　　（三）金银库组
　　　　金银库组出露于兴凯湖以北。为厚层的大理岩。厚度大于500米。与麻山群呈角度不整合 接触。
　　　　二、奥陶系
　　　　多集中分布于嫩江县北部的多宝山地区。自下而上分为3个统6个组。
　　　　（一）下奥陶统
　　　　下奥陶统下部称大冶组，由结晶灰岩和板岩为主，夹少量流纹质火山碎屑岩组成，厚约 75米。上部称西鳅河组，由长石砂岩和流纹质火山碎屑岩组成，厚340米，在板岩和粉砂岩中 含较多的腕足类和笔石类化石。
　　　　另外，在呼玛县境内出露有安娘娘桥组，由结晶灰岩、千枚岩和变质砂岩组成。产有腕 足类化石，厚约3600米。
　　　　（二）中奥陶统
　　　　中奥陶统下部称铜山组，由碎屑岩和中酸性火山岩组成，产有腕足和笔石类化石，厚80 0米。上部称多宝山组，由中酸性火山岩组成，产三叶虫和腕足类化石，厚度800米。
　　　　（三）上奥陶统
　　　　上奥陶统分上下两个组。下部由粉砂岩和板岩夹灰岩透镜体组成，称裸河组，产有三叶 虫化石，厚280米。上部由粉砂岩和板岩组成，称爱辉组，产有笔石化石，厚220米。
　　　　以上各统和各组之间均呈整合接触关系。根据海相的化石和夹有钙碱性的火山岩等特征 ，可能为海相的岛孤沉积。
　　　　三、志留系
　　　　志留系出露于小兴安岭西北部嫩江和爱辉县境内以及东部山区。以陆源碎屑岩为主，夹 少量的火山岩和碳酸盐岩。产有腕足、三叶虫、珊瑚和苔藓虫化石。
　　　　（一）下志留统
　　　　下志留统称黄花沟组，由沉积碎屑岩组成，产有腕足类化石，厚700米。
　　　　（二）中志留统
　　　　中志留统称八十里河组，以凝灰砂岩为主，产有腕足类、珊瑚类化石，厚625米，与黄花 沟组为整合接触。
　　　　（三）上志留统
　　　　上志留统分上下两个组。下部为卧都河组，该组底部为砂砾岩，中部为板岩，上部为砂 岩和粉砂岩互层。含腕足、三叶虫、珊瑚等化石，厚220米左右。
　　　　上部为古兰河组，由板岩和粉砂岩组成，产腕足类化石，厚70米左右。
　　　　以上3个统之间均呈整合接触关系。
　　　　另外在东部山区有时代不清的二合营群、宝泉群和青龙村群暂划归志留系。二合营群分 布于通河县和木兰县北部山区，以陆源碎屑岩为主，夹少量中酸性火山岩和大理岩，产有腕 足、三叶虫、苔藓及海百合茎化石。由于该套岩层受到强烈的片理化作用和接触变质作用， 化石保存不好，时代难以确定。二合营群厚约4600米。宝泉群分布于伊春市和汤原县境内， 下部是片理化陆源碎屑岩夹中基性火山岩透镜体，厚800米；中部是片理化酸性火山岩为主， 厚1000米；上部以钙质砂岩为主，夹酸性火山岩，厚500米。该群因不含化石，时代争议很大 。还有青龙村群，分布于宁安县境内，是由变质较深的片岩、片麻岩和大理岩所组成，厚约 1800米，时代有争议。