Verhalten und Assoziationen
Viele Polychaeten (z.B. Syllis, Chaetopterus, Cirratulus, Terebella) sind biolumineszent, d.h. sie können Licht erzeugen. Das Phänomen tritt in den Zellen von Polynoe auf; die Unterseiten einiger Schuppenwürmer (Halosydna) haben spezielle Fotozellen, die bei Anregung Licht erzeugen. Die Lichtproduktion von Odontosyllis hängt mit der Geschlechtsreife und dem Schwärmen zusammen, das von den Mondzyklen beeinflusst wird. Das Weibchen erzeugt eine helle Lumineszenz, die das leuchtende Männchen anlockt; die Lichtproduktion des Weibchens nimmt nach der Freisetzung der Geschlechtszellen ab. In der Ordnung Chaetopterida wird der Prozess, der die Abgabe eines leuchtenden Sekrets aus bestimmten Segmenten und aus den Fühlern beinhaltet, durch die Nerven gesteuert; bei Chaetopterus kann das Licht in den Parapodien durch Stimulation des Ventralnervs erzeugt werden. Die Bedeutung der Lichterzeugung bei dieser Gattung ist jedoch unbekannt, da sie in einer Röhre lebt, durch die keine Lichtstrahlen dringen können. Einige Regenwürmer produzieren auf Anregung einen leuchtenden Schleim aus dem Mund, dem Anus, den Rückenporen oder den Ausscheidungsporen; es ist möglich, dass das Licht von im Wurm lebenden Bakterien erzeugt wird. Lumineszenz ist bei Blutegeln nicht bekannt.
Polychaeten, insbesondere die röhrenbewohnenden Sabellida, reagieren im Allgemeinen auf Änderungen der Lichtintensität, indem sie sich in ihre Röhren zurückziehen.
Aggressives Verhalten wurde bei mehreren Arten von Nereiden (einer Gruppe von sich frei bewegenden Polychaeten) beobachtet; sie reagieren auf einen Reiz, indem sie den Rüssel (Fressorgan) ausfahren, um die Kiefer freizulegen. Neanthes arenaceodentata kämpft gegen Mitglieder des eigenen Geschlechts, aber nicht gegen solche des anderen Geschlechts. Diese Reaktion könnte mit dem Laichen zusammenhängen, da diese Art nicht schwärmt, sondern ihre Gameten in der Röhre eines anderen Individuums ablegt; der Kampf verhindert also, dass eine Röhre von zwei Individuen desselben Geschlechts besetzt wird.
Sowohl Polychaeten als auch Oligochaeten können lernen, zwischen günstigen und ungünstigen Umgebungen zu wählen. In einem Experiment versuchen Regenwürmer etwa 12 Mal, ein Blatt in ihre Höhle zu bringen, das durch die Befestigung an einem Gegenstand unbeweglich gemacht wurde; wenn dem Wurm ein nicht befestigtes Blatt vorgelegt wird, wendet er sich diesem zu und ignoriert danach das unbewegliche Blatt.
Kommensalismus, eine vorteilhafte Beziehung zwischen zwei Arten von Organismen, ist bei bestimmten Schuppenwürmern (Phyllodocida, eine Ordnung der Polychaeten) üblich. Diese Würmer finden sich in den Röhren von sesshaften Polychaeten, in der Mantelhöhle von Weichtieren wie Chitons und Napfschnecken sowie auf bestimmten Stachelhäutern wie den Seesternen und im Rektum von Seegurken. Der Schildwurm Arctonoe, der normalerweise auf Seesternen lebt, wird vom Wasser des Wirtsseesterns angezogen, nicht aber von dem anderer Seesternarten. Es wurde festgestellt, dass es sich bei dem Lockstoff im Wasser um eine vom Wirt ausgeschiedene Chemikalie handelt, deren Art jedoch unbekannt ist. Röhrenpolychaeten wie Chaetopterus können als Wirt für Schildwürmer, Erbsenkrebse oder Fische dienen, die sich von den durch den Wirt erzeugten Wasserströmungen ernähren. Bei einigen aquatischen Oligochaeten-Arten tritt Kommensalismus auf. Das hintere Ende von Aspidodrilus zum Beispiel ist als großer Saugnapf modifiziert, um sich an anderen Würmern festhalten zu können.
Parasitismus ist bei Polychaeten selten. Myzostomida, eine atypische Polychaetengruppe, leben als Kommensalen oder Parasiten entweder auf der Oberfläche oder innerhalb von Stachelhäutern, vor allem Seelilien. Polychaetenarten, die auf der Oberfläche leben, ernähren sich von feinen Partikeln, die zum Mund der Stachelhäuter getragen werden. Parasiten, die im Inneren von Stachelhäutern leben, können sich in der Körperwand, im Coelom oder im Verdauungstrakt befinden. Der Parasitenbefall durch Polychaeten ist häufig so stark, dass er warzenartige Wucherungen auf der Oberfläche des Wirts verursacht; solche Wucherungen wurden auf der Oberfläche fossiler Seelilien aus dem Paläozoikum (vor mehr als 225.000.000 Jahren) festgestellt, was darauf hindeutet, dass sich diese Parasiten früh etabliert haben. Einige Formen, wie z. B. Iphitime, leben parasitisch in der Astialkammer von Krebsen. Die Jungtiere der kosmopolitischen Polychaetenart Arabella iricolor entwickeln sich im Coelom von Arten eines anderen Polychaeten (Diopatra). Einige aquatische Oligochaeten leben in den Harnröhren von Kröten oder in den Augen von Fröschen. Alle Vertreter der Ordnung Branchiobdellida leben als Parasiten in den Brutkammern der Asseln von Krebstieren oder auf den Kiemen von Flusskrebsen, wo sie Blut saugen. Viele Blutegel, die sich alle von Blut ernähren, heften sich nur während der Nahrungsaufnahme an den Wirt. Meeresegel hingegen haften dauerhaft an ihrem Fischwirt.