De første fossilene av dette sjøpattedyret ble oppdaget i Louisiana i USA. Fossilene ble først antatt å være en form for reptilsk sjøuhyre, derav endelsen -«saurus», men senere ble det slått fast at dyret var i slekt med hvaler som levde for mellom 40 millioner og 34 millioner år siden mot slutten av den perioden som kalles eocen. Fossiler fra minst to andre arter av basilosaurus har blitt funnet i Egypt og Pakistan. Fullt utvokste basilosaurer ble gjennomsnittlig 20 meter lange, og arten antas av biologer å ha vært det største dyret i sin samtid. Sammenlignet med moderne tids hvaler hadde basilosaurene svært lange kropper i forhold til kroppens omkrets/tverrsnitt. De hadde også et tannsett som minner om tennene til moderne kjøttetere, som for eksempel hunder. Deres svært lange, gjenværende baksveiv har vært interessant for paleontologien.