La place exacte du groupe dans l'arbre phylogénétique du vivant n'est pas encore déterminée : à la base des Ambulacraires au sein des Deutérostomiens (là où se trouvaient les Xénoturbellidés) ou alors à la base de tous les Bilatériens, avant la séparation entre Protostomiens et Deutérostomiens. De nombreuses espèces ont souvent été assimilées aux plathelminthes du fait de l'absence de cavité interne (célome)[1].
En 2016, un article de Rouse, Wilson, Carvajal et Vrijenhoek, publié dans la revue Nature[2] a démontré les résultats d'une vaste étude phylogénétique sur de nouveaux spécimens de Xenoturbellida : elle aboutit à classer les xénoturbellides parmi les acoelomorphes (Xenacoelomorpha), groupe sœur des bilatériens (Nephrozoa et Protostomia).
Philippe, H., Brinkmann, H., Copley, R.R., Moroz, L.L., Nakano, H., Poustka, A., Wallberg, A., Peterson, K.J., & Telford, M.J., 2011 : Acoelomorph flatworms are deuterostomes related to Xenoturbella. Nature, vol. 470, p. 255–260.
(en) Rouse, Wilson, Carvajal & Vrijenhoek, « New deep-sea species of Xenoturbella and the position of Xenacoelomorpha », Nature, vol. 530, , p. 94–97 (DOI10.1038/nature16545, lire en ligne).
Seth Tyler et Stephen Schilling : « Phylum Xenacoelomorpha Philippe, et al. », in Zhi-Qiang Zhang (éditeur) : « Animal biodiversity: An outline of higher-level classification and survey of taxonomic richness », Zootaxa, vol. 3148, 2011, 237 pp.
Andreas Wallberg, Marco Curini-Galletti, Afsaneh Ahmadzadeh et Ulf Jondelius : « Dismissal of Acoelomorpha: Acoela and Nemertodermatida are separate early bilaterian clades », Zoologica Scripta, vol. 36, no 5, 2007, p. 509-523
Sarah J. Bourlat, Thorhildur Juliusdottir, Christopher J. Lowe, Robert Freeman, Jochanan Aronowicz, Mark Kirschner, Eric S. Lander, Michael Thorndyke, Hiroaki Nakano, Andrea B. Kohn, Andreas Heyland, Leonid L. Moroz, Richard R. Copley et Maximilian J. Telford : « Deuterostome phylogeny reveals monophyletic chordates and the new phylum Xenoturbellida », Nature, vol. 444, 2006, p. 85-88
↑(en) Rouse, Wilson, Carvajal & Vrijenhoek, « New deep-sea species of Xenoturbella and the position of Xenacoelomorpha », Nature, vol. 530, , p. 94–97 (DOI10.1038/nature16545, lire en ligne).