发生在距今6500万年前白垩纪末期，约75%--80%的物种灭绝。在五次大灭绝中，这一次大灭绝事件最为著名，因长达1.4亿年之久的恐龙时代在此终结而闻名。海洋中的菊石类生物也一同消失。其最大贡献在于消灭了地球上处于霸主地位的恐龙及其同类，并为哺乳动物及人类的最后登场提供了契机。

　　这次生物大灭绝最流行的说法是，一颗小行星与地球发生了大碰撞，这次撞击相当于人类历史上发生过最强烈地震的100万倍，爆炸的能量相当于地球上核武器总量爆炸的l万倍，导致了2.1万立方公里的物质进入了大气中。由于大气中高密度的尘埃，太阳光不能照射到地球上，导致地球表面温度迅速降低。没有了阳光，植物逐渐枯萎死亡。没有了植物，就没有了植食性的动物，肉食性的恐龙也失去了食物来源，它们在绝望和相互残杀中慢慢地消亡。几乎所有的大型陆生动物都没能幸免于难，在寒冷和饥饿中绝望地死去。小型的陆生动物，像一些哺乳动物依靠残余的食物勉强为生，终于熬过了最艰难的时日，等到了古近纪陆生脊椎动物的再次大繁荣。

　　发生在大约2.5亿至2.03亿年前，延续了约5000万年。估计有76%的物种灭绝，其中主要是海洋生物。这一次灾难并没有特别明显的标志，只发现海平面下降之后又上升了，出现过大面积缺氧的海水。

　发生在大约2.51亿年前的二叠纪-三叠纪过渡时期。这是地球上发生的最大规模的物种灭绝事件，许多动物门类整个目或亚目全部灭亡。曾普遍生长的舌羊齿植物群，二叠纪末几乎全部绝灭；早古生代繁盛的三叶虫全部消失；蜓类原有40多个属，该世结束时全然无存；菊石有10个科绝灭；腕足类在同期大约有140个属所余无几。总共57%的科、83%的属(53%的海洋生物的科, 84%的海洋生物的属, 大约96%的海洋生物的种, 估计有70%的陆地生物包括昆虫的物种灭绝了。

　　全世界几乎没有三叠纪早期的煤田形成。这次大灭绝事件的可能成因包括西伯利亚大规模玄武岩喷发造成的附近浅海区释放大量可燃冰，盘古大陆形成后改变了地球环流与洋流系统等等。

　　发生在大约3.75亿至3.60亿年前的泥盆纪-石炭纪过渡时期。主要是海洋生物的物种灭绝，陆地生物受影响不显著。19%的科、50%的属灭绝。这次大灭绝事件持续了近2000万年，期间有多次灭绝高峰期。造礁生物消失，竹节石类、腕足动物的3个目、四射珊瑚10多个科灭亡，被称为凯勒瓦瑟尔事件，又称弗朗斯-法门事件。

　　由于灭绝事件持续时间很长，其根源很难辨识。可能的生物学原因是在此前的泥盆纪陆生植物大量繁育，导致地球大气中氧含量的增加、二氧化碳的大幅减少，地球进入卡鲁冰河时期所致。

　　发生在大约4.50亿至4.40亿年前的奥陶纪晚期或奥陶纪与志留纪过渡时期。地球上生物中有27%的科与57%的属灭绝。直接原因是冈瓦纳大陆进入南极地区，影响全球环流变化，导致全球冷化进入安第斯-撒哈拉冰河时期，海平面大幅度下降。