År 1903 beslöt forskarna att Brontosaurus var ett mer komplett exemplar av en annan dinosaurie.
Men många fler exemplar av växtätande sauropoddinosaurier är nu kända och avslöjar att Brontosaurus är annorlunda nog att rättfärdiga sitt eget namn.
Resultaten har publicerats i open access-tidskriften PeerJ.
Namnet Brontosaurus går tillbaka till de så kallade Bone Wars i slutet av 1800-talet, då rivaliserande fossiljägare Othniel Charles Marsh och Edward Drinker Cope tävlade nya dinosaurienamn i den vetenskapliga litteraturen.
I sitt sökande efter nya exemplar drogs Marsh och Cope till de rika fossilbäddarna i västra Amerika.
Marshs team hittade två långhalsade sauropoder. Han döpte en Apatosaurus ajax (Apatosaurus betyder "bedräglig ödla") och det andra skelettet Brontosaurus excelsus (Brontosaurus betyder "noble åsködla").
Strax efter Marshs död hittade ett team från Field Museum i Chicago ett annat dinosaurieskelett som liknar både Apatosaurus ajax och Brontosaurus excelsus, men med funktioner som anses mellanliggande mellan de två. Detta fick forskarna att dra slutsatsen att Apatosaurus och Brontosaurus bara var olika arter inom samma vetenskapliga släkte.
Apatosaurus fick företräde eftersom den hade fått sitt namn först så blev Brontosaurus excelsus Apatosaurus excelsus.
Men namnet Brontosaurus är fortfarande känt av flera generationer av skolbarn. Det är inte helt klart varför namnet fastnat, men det kan ha att göra med dess ursprung i Bone Wars, när det fanns ett intensivt allmänt intresse för upptäckten av nya dinosaurier.
Det kan också bero på den suggestiva betydelsen: "dunder ödla".
Nu har Emanuel Tschopp från det nya universitetet i Lissabon i Portugal och kollegor använt statistiska tekniker för att beräkna skillnaderna mellan arter och släkten av diplodociddinosaurier (den storskaliga grupperingen som inkluderar Apatosaurus och andra långhalsade växtätare).
Det är bara med nya fynd av dinosaurier som liknar Apatosaurus och Brontosaurus under de senaste åren som det blev möjligt att göra en detaljerad undersökning av hur annorlunda de var.
"Tills helt nyligen var påståendet att Brontosaurus var densamma som Apatosaurus helt rimligt, baserat på den kunskap vi hade", sade Tschopp.
Brontosaurus framträdde till sin förvåning ur analysen som en distinkt dinosaurie.
"De skillnader vi fann mellan Brontosaurus och Apatosaurus var minst lika många som de mellan andra nära besläktade släkten, och mycket mer än vad man normalt hittar mellan arter", förklarade Roger Benson, medförfattare från University of Oxford.
Forskarna hävdar därför att det nu är möjligt att återuppliva Brontosaurus som ett släkte, som skiljer sig från Apatosaurus.
Professor Paul Barrett, vid Londons naturhistoriska museum, som inte var inblandad i forskningen, sade till BBC News: "Denna uppsats är den mest omfattande studie som hittills har gjorts om Diplodocus och dess närmaste släktingars utveckling och presenterar några riktigt intressanta nya idéer om hur dessa djur är relaterade till varandra, och hur de bör klassificeras.
"Författaren finner ett antal sätt på vilka de ursprungliga exemplaren av Brontosaurus och Apatosaurus kan separeras från varandra och använder dessa för att återuppliva Brontosaurus som en separat enhet.
– Slutsatserna verkar helt rimliga för mig, eftersom de är väl argumenterade och väl underbyggda, och det kommer att bli intressant att se hur snabbt dessa förslag antas av samhället.
Marshs fall underlättades inte genom att man gjorde en felaktig rekonstruktion av Brontosaurus skalle på grund av det begränsade material som då fanns tillgängligt. Han hade antagit att det var boxy, som en annan långhalsad dinosaurie från västra USA känd som Camarasaurus.
Men forskningen på 1970-talet visade att Apatosaurus - och därmed "Brontosaurus" - skulle ha haft en smal, hästliknande skalle. Detta gav upphov till en populär myt att "Brontosaurus" helt enkelt var en Apatosaurus med fel huvud.
Följ Paul på Twitter.
Det ikoniska namnet Brontosaurus, som en gång användes för att beskriva en familj av enorma dinosaurier, har uppstått efter att ha dödats för mer än hundra år sedan.