A dunkleoszteusz kb. 358,9 millió évvel ezelőtt halt ki. Lehetséges magyarázatok:
- Változó éghajlat: a devon korszak végi jégkorszakok megváltoztatták a tengerszintet és a tengerszerkezeteket.
- Verseny: a hajóhalak és csonthalak növekvő száma nyomást gyakorolt az ételforrásokra.
- Túlfogás: más ragadozók prédálhattak a dunkleoszteuszeire vagy versenyeztek a prédákért.
- Betegségek: egészségügyi kihívások hozzájárulhattak, bár a bizonyítékok korlátozottak.
- Tényezők kombinációja: környezeti és biológiai nyomások keveréke valószínűleg okozta a kipusztulást.