Con cá mập miệng to đầu tiên được tìm thấy vào ngày 15 tháng 11 năm 1976 ở ngoài khơi cách bờ biển của Kaneohe, Hawaii chừng 25 dặm (40 km) trong tình trạng bị mắc kẹt lại trong mỏ neo của một chiếc tàu thuộc Hải quân Hoa Kỳ. Con vật này có chiều dài 14,5 foot (4,4 m) và nặng 1650 pound (750 kilogam). Những kết quả nghiên cứu trên con vật bởi Leighton Taylor cho thấy đây là loài cá mập chưa từng được biết tới, khiến sự kiện này trở thành một trong những phát hiện chấn động nhất của ngành ngư loại học trong thế kỷ 20 (xem thêm cá vây tay).

Cho đến năm 2012, chỉ có 54 cá thể cá mập miệng to được tìm thấy. Chúng được phát hiện ở Thái Bình Dương, Đại Tây Dương và Ấn Độ Dương, trong đó số cá thể được tìm thấy ở Nhật Bản và Đài Loan là nhiều nhất (mỗi nước 10 con). Cá mập miệng to cũng được tìm thấy ở các vùng biển gần Hawaii, California, México, the Philippines, Indonesia, Úc, Brasil, Sénégal, Nam Phi và Ecuador.

Vào ngày 30 tháng 3 năm 2009 tại đảo Burias ở Philippines, một con cá mập miệng to nặng chừng 880-1.100n pound (400–500 kg), dài 4 mét (13 ft) bị mắc kẹt vào một tấm lưới của ngư dân và chết ở đó; con vật sau đó được đưa về gần Donsol ở tỉnh Sorsogon để nghiên cứu trước khi bị xẻ thịt và bán đi.[6][7][8]

Vào ngày 12 tháng 6 năm 2011, một con cá mập đực non dài 3 mét được tìm thấy bởi ngư dân tại một địa điểm được gọi là Bahía de Vizcaíno gần bờ biển phía Tây ở bán đảo Baja California thuộc México. Vào năm 2006, chính tàu đánh cá của ngư dân này đã bắt được một con cá mập miệng to khác ở vịnh Vizcaíno, điều này khiến các nhà khoa học México tin rằng Baja California là điểm đến thường xuyên của cá mập miệng to. Con vật bị bắt được đưa tới Ensenada để chụp hình và mổ xẻ phục vụ cho công việc nghiên cứu cơ và mang của loài vật này do Viện Hải dương học Scripps cùng các nhà khoa học México khác tiến hành.[9]