Dunkleosteus utdøde for ca. 358,9 millioner år siden. Mulige forklaringer inkluderer:
- Endret klima: sen devoniske istider endret havnivå og marine miljøer.
- Konkurranse: økende antall haier og benfisker presset fødekilder.
- Overfiske: andre rovdyre kan ha predatet på Dunkleosteus eller konkurrert om bytte.
- Sykdom: helseutfordringer kan ha bidratt, men bevis er begrenset.
- Kombinasjon av faktorer: en blanding av miljømessige og biologiske press utløste sannsynligvis utdøingen.