早中新世，约2300万年前

此时，巨齿鲨分布跨越纬度较广，北至北美、西班牙以北，南至澳大利亚以南一带。分布于北美洲两岸，欧洲地中海、印度洋、太平洋沿海的温带、亚热带、热带地区。

中中新世，约1500万年前

此时巨齿鲨处于盛世，分布范围大大增广，由北美海岸一带，持续向南，连通墨西哥湾及非洲北部，并在非洲东西海岸出现密集分布。亚洲地区，在日本海一带环绕分布，波及朝鲜，可能性在今渤海湾也有分布，但未有明确证据证明其密集分布。此外，在澳大利亚南岸的分布在这一时期似乎有所减少。在印度洋的密集活动，可能由东海岸向西海岸转移。

晚中新世，约530万年前

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上新世，距今530万年开始，距今258.8万年结束

上新世，亚洲巨齿鲨分布基本清零，欧、非、美三洲的巨齿鲨分布也日显颓势，这是巨齿鲨的倒退期。全球气候迅速变冷，很大原因食物减少，巨齿鲨种群基数减少。适宜生存的环境减少。约250万年前，巨齿鲨绝种，从此彻底退出了历史的舞台。至于什么马里亚纳海沟底部巨齿鲨什么的，基本都是无稽之谈。