Tuyệt chủng Ordovic - Silur là cuộc đại tuyệt chủng đầu tiên, xảy ra cách đây 440 - 450 triệu năm. Trong giai đoạn này có nhiều cuộc tuyệt chủng liên tiếp xảy ra tiêu diệt 17% số họ, 50% số chi và được coi là cuộc tuyệt chủng lớn thứ hai trong lịch sử nếu tính theo số loài bị tiêu diệt.
Vào kỷ Ordovic, khoảng 49% các chi động vật biển đã biến mất hoàn toàn khi cuộc tuyệt chủng kết thúc, các ngành động vật khác cũng suy giảm đi nhiều. Đến nay, giả thuyết về nguyên nhân cuộc tuyệt chủng được chấp nhận nhiều hơn cả là vụ nổ tia gamma của một ngôi sao gần Trái đất làm cho carbon dioxide trong khí quyển sụt giảm mạnh.
Tuyệt chủng Devon là cuộc tuyệt chủng liên hoàn có thể đã kéo dài đến 20 triệu năm. Cuộc tuyệt chủng bắt đầu cách đây khoảng 360 triệu năm, ngay trước thời điểm chuyển giao giữa kỷ Devon sang kỷ Cacbon.
Trước lúc bước vào cuộc tuyệt chủng, lục địa là mảnh đất của thực vật bậc thấp và những loài côn trùng đầu tiên, còn đại dương là nơi có các rạn san hô khổng lồ chiếm ưu thế và sự tiến hóa mạnh mẽ của các loài cá đang diễn ra.
Tuyệt chủng Permi - Trias là sự kiện tuyệt chủng khủng khiếp nhất trong lịch sử khi đã tuyệt diệt phần lớn sinh vật trên Trái đất, thiết lập lại gần như toàn bộ hệ thống sinh giới. Các nhà cổ sinh cho biết đã có đến hơn 90% sinh vật biển và 70% sinh vật trên cạn đã bị xóa sổ hoàn toàn.
Nguyên nhân chính của hiện tượng trên là do sự vận động kiến tạo mạnh mẽ của lớp vỏ Trái đất. Sự phun trào magma lên bề mặt Trái đất đã nhấn chìm tất cả trong biển lửa. Bên cạnh đó, bụi và khí carbonic tràn ngập không khí, gây hiệu ứng nhà kính khiến Trái đất càng trở nên nóng hơn bao giờ hết. Dưới đại dương, các dòng hải lưu thay đổi đã làm biến mất nhiều hệ sinh thái, sự sống trở nên vô cùng mong manh.
Tuyệt chủng Trias - Jura là cuộc tuyệt chủng đánh dấu ranh giới giữa kỷ Trias và kỷ Jura, xảy ra cách đây 199,6 triệu năm. Cuộc đại tuyệt chủng này có tác động sâu sắc đến đời sống sinh vật trên đất liền và trong lòng đại dương.
Nhiều loài động vật có xương sống trong đại dương và bò sát biển đã biến mất, ngoại trừ thằn lằn cá, thằn lằn chân chèo. Các động vật không xương như ngành tay cuốn, ngành thân mềm, lớp lưỡng cư và đặc biệt là bò sát phụ lớp thằn lằn cổ (trừ khủng long) ở đất liền cũng bị ảnh hưởng nặng nề. Khoảng 23% số họ, 48% số chi đã bị tuyệt chủng.
Tuyệt chủng Creta - Paleogen xảy ra vào cuối kỷ Creta cách đây khoảng 66,5 triệu năm, đánh dấu sự kết thúc của Đại Trung sinh và bắt đầu Đại Tân sinh bằng kỷ Paleogen. Khoảng 17% số họ, 50% số chi và 75% số loài đã bị tuyệt chủng sau biến cố này
Sự kiện tuyệt chủng này là do một hoặc nhiều thảm họa đồng thời gây ra, như sự tác động mạnh mẽ của cá thiên thạch (tạo nên các hố Chicxulub ở Mexico, Boltysh ở Ukraina) hoặc do mực nước biển tụt xuống, núi lửa phun trào mạnh mẽ tạo ra hiện tượng “bẫy Deccan” tàn phá nghiêm trọng sinh quyển Trái đất.
