Le crâne quasiment complet de Toumaï (image) a été mis au jour dans le désert du Djourab au Tchad, à 800 km au nord de Ndjamena dans le cadre de la MPFT (Mission paléoanthropologique franco-tchadienne) dirigée par Michel Brunet de l'université de Poitiers. Il a été découvert le 19 juillet 2001 par une équipe de quatre hommes (Ahounta Djimdoumalbaye, qui fut le premier à toucher le fossile, Fanoné Gongdibé, Mahamat Adoum et Alain Beauvilain, qui dirigeait la mission) en service au Centre national d'appui à la recherche (CNAR, Ministère de l'enseignement supérieur de la République du Tchad).
Cinq fragments de mâchoire, quelques dents et surtout une diaphyse de fémur gauche (TM266-01-063) ayant pu appartenir à neuf individus ont été découverts de juillet 2001 à mars 2002 avec le crâne et sur deux autres sites proches.
Des méthodes de datations biogéochronologiques ont permis d'estimer l’âge de Toumaï à environ 7 millions d'années, en se fondant sur le degré d'évolution des mammifères présents à ses côtés, par comparaison avec d'autres faunes africaines similaires. Une série de dates absolues a été obtenue par une équipe française pour les niveaux de sédiments qui étaient censés renfermer le fossile. Ces datations réalisées grâce à la méthode du béryllium 10 / béryllium 9 ont permis d'établir que l'âge de Toumaï serait compris entre 6,8 et 7,2 millions d'années mais le crâne de Toumaï n’étant pas en place (in situ) dans le sédiment et qu’il a même été déplacé lors d’une vraisemblable inhumation récente, cette méthode ne peut être appliquée.
