Pierwszy osobnik został zauważony w listopadzie 1976 roku przez okręt Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych. Po przebadaniu okazało się, że jest to całkiem nowy, nieznany jeszcze nauce gatunek. Do sierpnia 2015 roku odnotowano zaledwie 102 osobniki, z czego najmłodszy mierzył zaledwie 177 cm. Analizy filogenetyczne wykazują, że rekin ten nie jest blisko spokrewniony z długoszparem, co wskazuje, że cechy takie jak podobieństwo w sposobie pobierania i filtracji pokarmu u obu gatunków powstały w wyniku ewolucji konwergentnej. Rekin ten pada niekiedy ofiarą ataków kaszalotów oraz rekina foremkowego. Wśród pasożytów tego gatunku poznano kilka gatunków tasiemców i myksosporidiowców. Międzynarodowa Unia Ochrony Przyrody uznała rekina wielkogębowego za gatunek najmniejszej troski.
Odkrycie i taksonomia Pierwszy okaz rekina wielkogębowego został schwytany 15 listopada 1976 roku przez statek Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych – „AFB-14” – 40 kilometrów od wybrzeża wyspy Kāneʻohe na Hawajach. Osobnik ten, którego długość ciała wynosiła 4,5 metra, a masa 750 kg, zaplątał się w linę dryfkotwy.