Približne 358,9 milióna rokov. Tu je niekoľko možných vysvetlení ich vyhynutia:
Zmena podnebie: Neskoré Devónske obdobie bolo obdobím významných zmien podnebia. Zem zažila séria ľadových vekových skupín, ktorá spôsobila kolísanie hladín mora a zmeny v morských prostrediach. Dunkleosteus, ktorý bol prispôsobený teplejším vodám, sa možno snažil prežiť v meniacich sa podmienkach.
Konkurencia: Neskoré Devónske obdobie zaznamenalo diverzifikáciu a vzostup ostatných skupín predátorov vrátane rôznych druhov žralokov a kostnatých rýb. Títo konkurenti mohli vyvíjať tlak na potravinové zdroje a biotopy Dunkleosteus.
nadmerné ryby: Dunkleosteus bol najlepším dravcom, ale možno sa stal obeťou nadmerného rybolovu inými morskými predátormi. Niektorí vedci naznačujú, že zvyšujúca sa rozmanitosť a množstvo ostatných predátorov by mohli prispieť k poklesu Dunkleosteusa.
choroba: Opuky chorôb alebo iné zdravotné výzvy mohli ovplyvniť aj prežitie populácií Dunkleosteus. Existujú však obmedzené informácie o konkrétnych chorobách alebo patogénoch, ktoré mohli hrať úlohu pri ich vyhynutí.
Kombinácia faktorov: Je pravdepodobné, že kombinácia vyššie uvedených faktorov spolu s ďalšími neznámymi zmenami životného prostredia v konečnom dôsledku viedla k vyhynutiu Dunkleosteus. Špecifická sekvencia a relatívne prínosy týchto faktorov sú stále predmetom výskumu a diskusie medzi paleontológmi.