Chưa biết nhiều về cách giun dẹp tự bảo vệ. Mặc dù giun dẹp có thị lực kém, nhưng chúng có thể cảm nhận được bóng tối và ánh sáng và có thể định hướng, đồng thời sử dụng các giác quan này để tìm kiếm những nơi tối tăm dưới đá để ẩn náu. Ngoài ra, nhiều con có màu sắc giúp chúng hòa nhập với môi trường xung quanh và một số chỉ hoạt động vào ban đêm. Một số loài giun dẹp biển sử dụng màu sắc, chất độc và ngụy trang để phòng thủ chống lại những kẻ săn mồi.
Giun dẹp làm mục tiêu tốt như con mồi vì cơ thể mềm mại và mỏng manh của chúng. Cách bảo vệ tốt nhất của giun dẹp có thể là ngụy trang, giúp chúng ẩn nấp trong tầm nhìn dễ thấy hoặc hoàn toàn hóa trang thành các loài động vật khác. Một số loài giun dẹp có thể phù hợp với kết cấu và màu sắc của chúng với thức ăn mà chúng thích ăn.
Một số loài giun dẹp biển dường như có biện pháp bảo vệ rõ ràng nhất rằng màu sắc của chúng là một sự thích nghi khiến chúng trở nên vô hình. Giống như nhiều loài động vật không xương sống khác, giun dẹp biển đã phát triển bằng cách sử dụng bắt chước màu sắc. Có lẽ vì vậy mà màu sắc của chúng giống với cá, hầu hết chúng đều có thị lực tốt. Các loài giun dẹp biển khác thách thức nguyên tắc ngụy trang bằng cách hiển thị màu sắc và hoa văn tươi sáng. Sự thích nghi này cũng có thể đóng vai trò như một biện pháp bảo vệ, vì nó cảnh báo những kẻ săn mồi rằng con mồi dự định của chúng có thể độc hại. Nhiều loài giun dẹp ở biển tiết ra chất độc có thể khiến kẻ săn mồi buông tay trước khi con giun dẹp bị giết.
