离奇白日梦，正反面被颠倒！
1909年，美国古生物学家查尔斯·都利特·沃尔科特（Charles Doolittle Walcott）在加拿大西北的落基山脉发现了伯吉斯页岩( Burgess Shale)。经过测定，其历史可以追溯至5.05亿年前，相当于寒武纪中期。在这里，他找到了寒武纪生命大爆发的证据，并从中发掘了60000多件寒武纪化石。
在1911年，约0.5英寸长的怪诞虫化石被挖了出来。不过由于化石太多、人手不足，要是每件挖出来都先仔细研究一番，都不知道要挖到牛年马月。所以沃尔科特并没有意识到怪诞虫的古怪之处，而其看起来像长了刺的蠕虫，于是将怪诞虫归类为多毛类环节动物。
在1977年，英国的古生物学家西蒙·康威·莫里斯( Simon Conway Morris)重新对怪诞虫化石进行研究。他证明了怪诞虫不属于环节动物或者节肢动物，这也是学界首次对怪诞虫进行系统研究。在他重建怪诞虫的模型中显示这一只超现实的奇怪动物：其身体呈蠕虫状，在长脖子的末端有一个小头；背上有一排刺（附肢或触手），下面规则分布的两排刺应该是它的腿。
它的行走方式就像是在踩高跷一样（目的是不陷入海泥里）。用背上那些灵活的附肢，沿着身体传送食物，到达那巨大形状像气球一样的头部。他认为只有做梦才能梦到如此奇怪的生物，于是将其命名为怪诞虫。
虽然看起来有点奇怪，但是寒武纪大爆发时，生活在5亿年前的大多数动物也是如此（符合人类思维）。简而言之，莫里斯当时是把怪诞虫完全颠倒地描述了出来：其背面的脊椎被认为是腿，反之亦然，而头部却被误认为是尾巴。同时因为寒武纪生物都普遍长得很有想象力了，所以很多古生物学家也是充满了想象力，他们对于莫里斯提出的怪诞虫造型提出了不同意见，争论不休。
正反还原，但哪端是头、哪端是尾？
随着80年代我国澄江动物群的发现，研究人员拉斯·拉姆斯科尔德（Lars Ramskold）和候先光（Hou Xianguang）于1991年在澄江生物群的寒武纪早期地层化石中发现了更加完整的怪诞虫化石，仔细清理化石上残留的泥土，发现怪诞虫另一边还有一组隐藏的腿。这才意识到莫里斯一直将怪诞虫的正反面弄反了。原本以为只有一排刺的背部，其实才是它的正面，那只有单排的刺才是它们的腿。
尽管花了20多年的时间弄清楚了它的脚是在哪边，但是还有一个谜团，就是哪一端才是它的头呢？在1992年，拉姆斯科尔德提出建议，将那像气球一样的“头部”当成是怪诞虫死亡时被挤出的内脏，所以形状像气球那端才是怪诞虫的尾巴，不然很难确切地分辨出怪诞虫的头是哪一端，尾是哪一端。