Trilobitler, Permiyen-Triyas yok oluşu olarak bilinen üçüncü ve en yıkıcı kitlesel yok oluş sırasında yaklaşık 252 milyon yıl önce yok oldular. Bu yok oluşun başlıca nedenleri arasında Sibirya'daki volkanik patlamalar sonucu atmosfere salınan karbondioksit ve diğer gazların neden olduğu okyanus asitlenmesi yer alır. Ayrıca, çevresel ve evrimsel değişiklikler de trilobitlerin yok oluşunda rol oynadı; zamanla sayıları azaldı ve çeşitlenmeleri durdu.