发生学定义，定义为：亲缘关系接近死神龙，而离似鸟龙较远的所有物种。随者更多大型镰刀龙类化石的发现，镰刀龙科与其他兽脚类恐龙的演化关系更为明确，镰刀龙科的范围更为狭窄。在2005年，保罗·塞里诺将镰刀龙科重新定义为：包含镰刀龙、懒爪龙、内蒙古龙在内的最小演化支。
系统发生学.以下演化树是根据菲力·森特（Phil Senter）在2007年的研究：