這個全球性災難事件的最可信證據也許是發現了現稱為希克蘇魯伯隕石坑的大隕石坑。該撞擊坑位於墨西哥猶加敦半島，是被為墨西哥石油公司工作的兩位地球物理學家格倫·彭菲爾德（GlenPenfield）和湯尼·卡馬戈（TonyCamargo）發現。兩人的報告指出該環形結構可能是一個直徑約180公里的撞擊坑。其他研究人員發現白堊紀-第三紀滅絕事件僅約數千年就將恐龍消滅，而非先前認為的數百萬年。因此大多數科學家認為該次滅絕事件更可能是來自地球之外的撞擊事件影像，而非需要更長時間才能影響的火山或氣候變化。

發展20世紀以來在世界各地已經發現數個年代與希克蘇魯伯隕石坑大致相同的隕石坑。例如英國的銀坑隕石坑、烏克蘭的波泰士隕石坑、以及印度附近的溼婆隕石坑。這讓科學家認為希克蘇魯伯隕石坑是幾乎同時發生的數個撞擊事件的其中一個，相當類似1994年蘇梅克-列維9號彗星分裂後撞擊木星的事件。

到2012年為止仍缺乏銥異常和衝擊石英證據支援二疊紀-三疊紀滅絕事件與撞擊事件有關，雖然現已發現威爾克斯地隕石坑和貝德奧高地?等可能與該次滅絕事件相關撞擊坑。在二疊紀晚期所有陸塊都聚集為一塊超大陸盤古大陸，地球表面剩餘部份則是泛大洋。如果該撞擊事件是發生在海洋，而非陸地；將會形成較少衝擊石英（因為海洋地殼所含的二氧化矽相對較少）等物質。

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