Dunkleosteus wyginął około 358,9 mln lat temu. Możliwe wyjaśnienia to:
- Zmieniający się klimat: lodowce dewońskie zmieniły poziom mórz i środowiska morskie.
- Konkurencja: rosnące liczby rekinów i ryb kostnych naciskały zasoby pożywienia.
- Przełowienie: inne drapieżne mogły polować na Dunkleosteusa lub konkurować o ofiary.
- Choroby: wyzwania zdrowotne mogły przyczynić się, choć dowodów mało.
- Kombinacja czynników: mieszanka presji środowiskowych i biologicznych prawdopodobnie spowodowała wyginiecie.