タルボサウルス
中国の古生物学者は1960年代中頃に中国の新疆ウイグル自治区ピチャン県スバシ累層(英語版)で小型獣脚類の断片骨格 IVPP V4878 を発見した。1977年に董枝明がこの標本を記載して新属新種 Shanshanosaurus huoyanshanensis と命名した。1988年にグレゴリー・ポールがシャンシャノサウルスをティラノサウルス科として認め、アウブリソドンに分類した。後に董とカリーは標本を再調査し、より大型のティラノサウルス科の種の幼体とみなした。二人は特定の属に分類することを控えたが、可能性としてタルボサウルスを提案した。
Albertosaurus periculosus、Tyrannosaurus luanchuanensis、Tyrannosaurus turpanensis、Chingkankousaurus fragilisは the Dinosauria 第2版ではタルボサウルスのジュニアシノニムと考えられていたが、ブルサッテらは2013年にチンカンコウサウルスを疑問名と評価した。
1976年にセルゲイ・クルザノフ(英語版)が命名したアリオラムスは、モンゴルのわずかに古い堆積層から産出した別のティラノサウルス科の属であり、タルボサウルスに極めて近縁であると複数の解析で結論付けられている。アリオラムスは成体として記載されたが、長く上下に低い頭骨は幼体のティラノサウルス科の特徴である。これにより、カリーはアリオラムスが幼体のタルボサウルスに相当する可能性があると推論したが、歯の本数が多いことと鼻先の突起の列からはそうでないことが示唆される、と注記した。
哺乳類化石はネメグト層では非常に希少であるが、エナンティオルニス類のグリニア(英語版)やヘスペロルニス目(英語版)のジュディノルニス(英語版)、現生カモ目の初期の属であるテヴィオルニス(英語版)など数多くの鳥類が発見されている。数多くの恐竜もネメグト層から記載されており、アンキロサウルス科のサイカニア、パキケファロサウルス科のプレノケファレなどがいる。最大の捕食動物であったタルボサウルスはサウロロフスやバルスボルディアといった大型ハドロサウルス科、あるいはネメグトサウルスやオピストコエリカウディアといった竜脚類を捕食していた可能性が高い。成体はティラノサウルス科のアリオラムス、トロオドン科(ボロゴヴィア(英語版)、トチサウルス(英語版)、ザナバザル)、オヴィラプトロサウルス類(エルミサウルス、ネメグトマイア、リンチェニア)、基盤的ティラノサウルス上科のバガラアタンなどの小型獣脚類との競争はほぼなかっただろう。植物食の可能性もある巨大なテリジノサウルスや、アンセリミムスやガリミムス、巨大なデイノケイルスといったオルニトミモサウルス類は肉食であったとしても小型の獲物だけを食べていたため、タルボサウルスとの競争関係にはなかった。しかし、他の大型ティラノサウルス科やコモドオオトカゲと同様に、幼体や亜成体のタルボサウルスは小型獣脚類と巨大な成体との間の生態的地位を埋めていたことだろう。