Dokumentacja kopalna pokazuje zęby i kręgi megalodona na całym świecie, ale najmlodsze skamieniałości mają ok. 2,6 mln lat. Brak wiarygodnych współczesnych obserwacji. Zmiany paleooceanograficzne na przełomie pliocenu i pleistocenu oraz konkurencja od drapieżników jak wielki rekin biały prawdopodobnie przyczyniły się do ich wyginięcia.