性的化石有助于釐清大盗龙的分类关系。这些物种共同组成大盗龙类演化支，相关研究指出大盗龙是一类高度进阶、身躯轻盈的异特龙超科，与新猎龙科、鲨齿龙类有关连，借由类似虚骨龙类的趋同演化倖存至白垩纪的晚期。近期的研究则倾向支持大盗龙及其近亲是基础虚骨龙类或暴龙超科而非异特龙类。一份青少年大盗龙的头骨标本与基础暴龙超科的相似性支持此一理论。而新的瓜里丘龙的发现，则质疑大盗龙类与暴龙超科的关联性，而提出属于另一支基础虚骨龙类或异特龙超科成为并系群的理论。值得注意的是，当棘龙科的重爪龙首次被发现并公佈时，因为牠们