Ewolucja Cuvieronius wyewoluował w Ameryce Północnej na początku pliocenu. Uważa się go za bliskiego krewniaka bądź nawet potomka Rhynchotherium, rodzaju gomfotera z Ameryki Północnej znanego z późnego miocenu i pliocenu. Cuvieronius wyginął w większości Ameryki Północnej około miliona lat temu, po tym gdy około 1,3 miliona lat temu mamuty przybyły do Ameryki. Cuvieronius prawdopodobnie nie był w stanie sprostać konkurencji mastodontów i mamutów, jednak dotrwał w południowej części Ameryki Północnej aż do końcówki plejstocenu. Gdy obie Ameryki połączyły się, Cuvieronius i jego bliski krewniak Notiomastodon zasiedliły Amerykę Południową. Cuvieronius dotarł do niej zdecydowanie później niż Notiomastodon, najstarsza możliwa data tego wydarzenia jest szacowana na 760 tysięcy lat, najstarsza potwierdzona data to około 350 tysięcy lat. Ponadto zasięg Cuvieroniusa był dużo mniejszy, ograniczając się głównie do Andów. Najdalszym na południe świadectwem obecności tego zwierzęcia są szczątki znalezione w Chile, w formacji Quereo Quebrada. Ich wiek został oszacowany na 11 600–11 400 lat temu (późny plejstocen). Jednak nowsze badania sugerują, że rodzaj ten wymarł przed późnym plejstocenem, zanim ludzie przybyli do Ameryki Południowej.