Ce tétrapode primitif à été découvert en 1931 au Groënland oriental dans une couche de terrain nommé vieux grès rouge (Devonien superieur).
Les principales caractéristiques de cet animal mesurant à peine 1 m de long sont de posséder de vrais membres de Tétrapodes (avec 3 articulations : hanche, genou, cheville) mais aussi des caractères de poissons : nageoire caudale avec des rayons, queue et face ventrale couvertes de petites écailles et os de l'opercule (réduits). L'Ichtyostega est donc un Tétrapode avec des caractères de poisson. Quel a pu être son ancêtre poisson ?
L'examen minutieux de la nageoire pectorale (3 cm de longueur) d'un poisson du Dévonien inférieur, l'Eustenopteron, permet d'y voir une ébauche de patte. Mais si l'articulation de la hanche (ou de l'épaule) existe, celle du genou (ou du coude) est absente. Eustenopteron n'a pas un membre de tétrapode et ne pouvait pas s'en servir pour se déplacer efficacement sur la terre ferme. Le crâne de ce poisson montre également de grandes similitudes avec celui d'Ichthyostega. En particulier il possède des narines ayant un orifice à l'intérieur de la bouche (choane) alors que chez tous les autres poissons les narines ne communiquent pas avec la bouche. L'Eustenopteron appartient au groupe des poissons à nageoires charnues ou Crossoptérygiens dont le seul représentant actuel est le Cœlacanthe (le Cœlacanthe se sert de ses nageoires pour ramper maladroitement sur le pont des bateaux de pêche).