Fosilnya pertama kali ditemukan pada 1850 an di wilayah Kansas, yang merupakan lingkungan laut dangkal yang disebut dengan Lautan Dalam Barat (Western Interior Seaway) yang memisahkan Amerika Utara menjadi dua benua bernama Laramidia (barat) dan Appalachia (timur).Setelah itu, berpuluh-puluh fosil Xiphactinus ditemukan di berbagai wilayah yang berbeda, seperti Alabama dan Georgia (negara bagian) (AS), Spanyol, Australia, Kanada, hingga Venezuela di Amerika Selatan. Ada dua spesies yang diketahui. Yang paling terkenal adalah X. audax yang kebanyakan fosilnya ditemukan di Amerika Utara. Spesies kedua adalah X. vetus yang diketahui dari sebuah tengkorak yang ditemukan di wilayah Sachov di Ceko, Eropa pada tahun 2002. Dengan tampang layaknya ikan tarpon raksasa bertaring, Xiphactinus merupakan seekor predator laut yang ganas. Puluhan spesimen fosil Xiphactinus ditemukan dalam keadaan sedang memangsa hewan lain. Seperti pada spesimen yang ditemukan oleh George F. Sternberg yang berupa fosil seekor Xiphactinus sepanjang 4 meter yang ditemukan beserta sejenis ikan ichthyodectidae lain (Gllicus) yang berukuran 1,8 meter di dalam perutnya. Fosil Xiphactinus juga pernah ditemukan di dekat Danau Colhue Huapial, Argentina, pada tahun 2020.[10] Penemuan itu kemudian dipublikasikan dalam jurnal ilmiah Alcheringa: An Australasian Journal of Palaeontology. Ikan itu berenang di laut Patagonian pada akhir Zaman Kapur (Cretaceous), ketika suhu di sana jauh lebih beriklim daripada sekarang. Fosil karnivora yang memiliki gigi tajam dan penampilan menyeramkan itu ditemukan di dekat danau Colhue Huapial, sekitar 1.400 kilometer selatan ibu kota Buenos Aires. Fosil itu adalah Xiphactinus, salah satu ikan predator terbesar yang ada dalam sejarah Bumi. "Tubuhnya sangat ramping dan berakhir dengan kepala besar, rahang besar dan gigi setajam jarum, panjangnya (giginya) beberapa sentimeter," tutur para peneliti.
Walaupun begitu, banyak juga spesimen fosil Xiphactinus yang ditemukan dalam keadaan sedang dimangsa predator laut lain seperti hiu raksasa atau mosasauria.
Xiphactinus beserta seluruh jenis ikan ichthyodectidae lain mengalami kepunahan pada akhir Periode Kapur (65 juta tahun lalu), yang juga memusnahkan sebagian besar reptilia laut (plesiosauria, mosasauria, penyu protostegidae), serta seluruh jenis dinosaurus dan pterosauria. Kepunahan massal ini merupakan salah satu kepunahan massal terbesar yang pernah terjadi dan paling terkenal (75% spesies makhluk hidup di Bumi mengalami kepunahan). Banyak yang setuju bahwa kejadian ini diakibatkan oleh sebuah hantaman meteor raksasa dari luar angkasa.
^Shimada, Kenshu, and Michael J. Everhart. "Shark-bitten Xiphactinus audax (Teleostei: Ichthyodectiformes) from the Niobrara Chalk (Upper Cretaceous) of Kansas." The Mosasaur 7 (2004): 35-39.
