有明显、快速的海洋缺氧现象。而数个二叠纪末沉积层的铀/钍比例，也指出在这次灭绝事件发生时，海洋有严重的缺氧现象。缺氧事件可能导致海洋生物的大量死亡，只有栖息于海底泥层、可以进行无氧唿吸的细菌不受影响。另有证据显示，这次海洋缺氧事件，造成海床大量释放硫化氢。海洋缺氧事件的原因，可能是长时间的全球暖化，降低赤道区与极区之间的温度梯度，进而造成温盐环流系统的缓慢，甚至停止。温盐环流系统的缓慢或停止，可能使得海洋中的含氧量减少。但是，某些研究人员架构出二叠纪末期的海洋温盐环流系统，认为当时的温盐环流系统