杂食性的镰刀龙超科一度被认为是蜥脚下目或鸟臀目的近亲，也被改列到虚骨龙类。在2007年，菲力·森特（Phil Senter）整理自从1984年以来的59份虚骨龙类研究；发现自从2005年以来，虚骨龙类的演化关系已大致确定。他提出最早的虚骨龙类应类似虚骨龙科的虚骨龙与长臂猎龙，而稍异于暴龙超科的帝龙、始暴龙。
系统发生学.以下演化树是简略取自于大卫·威显穆沛、彼得·达德森、与Halszka Osmólska在2004年的书籍。他们将虚骨龙类定义为：在恐龙之中，与家麻雀拥有较近共同