关于这次灭绝，最通常的说法是小行星撞击地球。6500万年前，一颗十公里宽的小行星碎片抵达地球，它质量达20000亿吨，速度在地球引力下快速加快，从每小时6.5万公里增加到7.2万公里，合每秒20公里，这么快的速度，大气层根本无法减速。它进入大气层，开始燃烧，温度接近20000℃，亮度是太阳表面的100万倍，它飞越大西洋，朝墨西哥撞去，但当时的中国东海岸也能看见它。
它5秒内就穿越了大气层，爆炸威力相当于1亿兆吨TNT当量。它撞击了墨西哥湾浅水区，那里的海水被蒸发，以每小时16万公里的速度冲击外太空。撞击使大量的气体和灰尘进入大气层形成了一片温度高7800℃的云层，5小时内，这片热云便包围了地球，但却难以消散，小行星还引发了地震和海啸，致使火山大量喷发，云层厚几千米，以至于阳光不能穿透， 全球温度急剧下降，这种黑云遮蔽地球长达数十年之久，植物不能从阳光中获得能量， 海洋中的藻类和成片的森林逐渐死亡，食物链的基础环节被破坏了，大批的动物因饥饿而死，恐龙更是面临灭绝。
支持小行星撞击说的科学家们推断，这次撞击相当于人类历史上发生过最强烈地震的100万倍，爆炸的能量相当于地球上核武器总量爆炸的l万倍，导致了2.1万立方公里的物质进入了大气中。由于大气中高密度的尘埃，太阳光不能照射到地球上，导致地球表面温度迅速降低。
没有了阳光，植物逐渐枯萎死亡;没有了植物，植食性的恐龙也饥饿而死;没有了植食性的动物，肉食性的恐龙也失去了食物来源，它们在绝望和相互残杀中慢慢地消亡。几乎所有的大型陆生动物都没能幸免于难，在寒冷和饥饿中绝望地死去。小型的陆生动物，像一些哺乳动物依靠残余的食物勉强为生，终于熬过了最艰难的时日，等到了古近纪陆生脊椎动物的再次大繁荣。
科学家认为，这些小行星来自火星。火星是地球的近邻，也是一颗岩石星球，虽然各有各的轨道，不会发生碰撞，但不排除碎片不会。
科学家发现火星之前应当有一颗卫星，而这颗卫星可能就是6500万年前撞击地球的真凶。火星探测器在火星上发现一个陨石坑，年龄与地球发现的陨石坑相当，但比地球发现的陨石坑要大的多，这个陨石坑很可能是那颗卫星造成的。
科学家推测，火星的这颗卫星忽然偏离了轨道，狠狠的砸向了火星，碰撞产生的碎片飞向地球，其中大部分在经过大气层时被摩擦损耗，但其中一颗太过巨大，直接砸向了地球，导致了第五次生命大灭绝。
这种说法目前还只是猜测，只要找到关键的证据陨石碎片，或可以解开这一千古谜团。
