Alle Dinosaurier, mit Ausnahme einiger weniger, die später zu modernen Vögeln wurden, starben vor etwa 65.5 Millionen Jahren während des Aussterbens der Kreide und des Tertiärs aus. Kein Landtier, das größer als eine Katze war, überlebte. Der Himmel war für einen Zeitraum von Jahren bis Jahrzehnten weitgehend verdunkelt und tötete zahlreiche Pflanzen- und Mikrobenarten, die zum Überleben auf Photosynthese angewiesen sind. Arten, die auf den Verzehr von Pflanzenmaterial angewiesen waren, wie alle vegetarischen Dinosaurier, starben aus, als ihre Nahrungsquellen starben und sich zersetzten. Allein in Nordamerika sind 57 % der Pflanzenarten ausgestorben. In der Paläontologie wird die Gesteinsschicht, die dieser Extinktion entspricht, als KT-Grenze bezeichnet.
Selbst heute wissen wir nicht mit 100%iger Sicherheit, was dieses massive Aussterben wirklich verursacht hat. Aber die vorherrschende Theorie des Nobelpreisträgers Luis Alvarez ist, dass ein 6 Kilometer langer Asteroid auf die Erde einschlug, die Energie von 2 Millionen Atombomben freisetzte und geschmolzenes Magma über die gesamte Oberfläche des Planeten regnete.
Die Aussterbetheorie von Alvarez wird durch zwei Tatsachen gestützt: Erstens kann der riesige Chicxulub-Krater auf der Halbinsel Yucatan in Mexiko in die Zeit der KT-Grenze datiert werden. Zweitens enthält das KT-Grenzgestein auf der ganzen Welt einen ungewöhnlich hohen Anteil an Iridium, einer Substanz, die auf der Erdoberfläche sehr selten ist, aber in Asteroiden reichlich vorhanden ist. Dies deutete darauf hin, dass die Trümmer des Aufpralls überall auf der Welt fielen. Dies verdeutlicht die Destruktivität des Aufpralls. Das Gestein unter dem Krater ist reich an Gips, der nach der Kollision Schwefeldioxid-Aerosolwolken erzeugt hätte, was zu saurem Regen und zum Töten von Meeresbewohnern führte, die zum Überleben auf ihre Hüllen angewiesen waren.
Da sie sehr groß und an der Oberfläche exponiert sind und stärker von glatten Ökosystemen abhängig sind als weniger spezialisierte Pflanzen und Mikroorganismen, waren Dinosaurier von den Aussterbeeffekten am stärksten betroffen. Der Asteroid Chicxulub prallte schräg auf die Erde und flog nach Nordwesten. Dies hätte magmaheiße, ballistisch wieder eintretende Ejekta über das gesamte heutige Zentrum der Vereinigten Staaten geschleudert, ein Gebiet, das für seine großen Dinosaurierpopulationen bekannt ist.
Die direkten Auswirkungen der Hitze könnten innerhalb von Stunden 99% oder mehr der Dinosaurier getötet haben. Diejenigen, die den Magmaregen überleben konnten, würden in den nächsten Jahren oder Jahrzehnten sterben, ihre Nahrungsquellen versiegen und Ökosysteme würden völlig entwirrt. Das Leben würde nie wieder dasselbe sein: Von diesem Zeitpunkt an waren es nicht die Dinosaurier, sondern kleinere warmblütige Tiere, die auf dem Planeten Erde gedeihen würden.