牛龙中发展得又比其他阿贝力龙科还要明显。虽然阿贝力龙科内的亲缘关系备受争议，系统发生学研究普遍显示出食肉牛龙是科内最衍化的进阶型物种。牠的最近缘物种可能是奥卡龙或玛君龙。但2008年马修·卡拉诺（Matthew T. Carrano）和的角鼻龙类系统发生学研究得出相反的结果，认为食肉牛龙与前两者都不近缘，而是与肌肉龙互成姊妹群。1998年，芝加哥大学的提出食肉牛龙亚科（Carnotaurinae），定义为：除了在许多研究被认为是基础物种的阿贝力龙以外，包含所有的进阶型阿贝力龙科物种。但2008年的研