Причина массового вымирания аммонитов и белемнитов в конце мезозойской эры до сих пор не ясна и является предметом дискуссий. 5

Некоторые исследователи считают, что вымирание было связано с появлением в морях новых активных и высокоорганизованных хищников. 1 Ими могли быть костистые рыбы, обильно расплодившиеся в середине мелового периода, и морские млекопитающие — китообразные, которые заняли место морских рептилий мезозоя. 1 Аммониты и белемниты, будучи малоподвижными, не могли противостоять быстро плавающим хищникам. 2

Ещё одна гипотеза связывает вымирание с внезапным исчезновением известкового планктона — фораминифер и кокколитофорид. 12 В результате погибли и аммониты, которые ими питались. 1

Для вымирания белемнитов также возможной причиной называют глобальную регрессию и высыхание мелководий. 2 Белемниты жили на малых глубинах, потому что их хрупкая внутренняя раковина не выдерживала большого давления. 2

Некоторые учёные полагают, что вымирание могло быть вызвано падением на Землю крупных астероидов или комет. 45 Эта гипотеза подтверждается аномально высоким содержанием иридия и других тяжёлых металлов в слоях на границе между меловым и палеогеновым периодами. 5