A extinção desse período constitui-se no único evento desse tipo em que há coincidência entre impacto e dados paleontológicos. A evidência mais concreta é a cratera de Chicxulub, na costa norte da Península de Yucatán, no México. Por mais de uma década, ela foi assinalada como de idade coincidindo com o fim do Cretáceo, mas estudos recentes - e ainda muito controversos - têm colocado isto à prova, por defenderem que a cratera foi formada 300 mil anos antes da data especulada.

Com isso, alguns cientistas imaginam que deve ter havido outro impacto, exatamente na época que se formou o limite K-T, camada geológica formada por rochas que marcam a transição para o período Cretáceo. O limite tem a presença de uma fina camada de irídio, depositada na mesma época que a extinção ocorreu. O irídio é um elemento raro na Terra, só sendo encontrado no manto terrestre, mas é muito abundante em meteoros e cometas. A camada é encontrada tanto em sedimentos terrestres quanto em marinhos, em vários locais do mundo onde o limite K-T aflora.

A maioria dos paleontólogos acredita que isso só se explica por um impacto extraterrestre. Além do irídio, são encontradas em abundância esférulas de basalto, as quais devem ter sido geradas por um impacto na crosta terrestre e, posteriormente, lançadas na atmosfera. A presença de grãos alterados de quartzo, diagnósticos de impactos, também fornece evidência adicional.