Pliosauridae được xác định là một nút phân loại sinh học vào năm 2010 (và trong một số nghiên cứu sớm hơn in a similar manner), nó bao gồm "tất cả các phân loại có họ hàng gần với Pliosaurus brachydeirus hơn là với Leptocleidus superstes, Polycotylus latipinnis và Meyerasaurus victor".[1] Họ Brachauchenidae được đề xuất bao gồm cả họ pliosauroid mà gồm toàn các loài cổ ngắn và có thể cả chi Brachauchenius và Kronosaurus.[2] Tuy nhiên, các phân tích phân loại hiện đại chỉ ra rằng Brachauchenidae chỉ là một phân họ của pliosaurid[3] và có thể là "nhóm trên" của Pliosauridae.[4]
Dưới đây là cây phát sinh loài của Benson & Druckenmiller (2014).[5]
^ abKetchum, H.F.; Benson, R.B.J. (2010). “Global interrelationships of Plesiosauria (Reptilia, Sauropterygia) and the pivotal role of taxon sampling in determining the outcome of phylogenetic analyses”. Biological Reviews of the Cambridge Philosophical Society. 85 (2): 361–392. doi:10.1111/j.1469-185X.2009.00107.x. PMID20002391.
^Ketchum, H.F.; Benson, R.B.J. (2011). “The cranial anatomy and taxonomy of Peloneustes philarchus (Sauropterygia, Pliosauridae) from the Peterborough Member (Callovian, Middle Jurassic) of the UK”. Palaeontology. 54 (3): 639–665. doi:10.1111/j.1475-4983.2011.01050.x.
^Benson, R. B. J.; Druckenmiller, P. S. (2013). “Faunal turnover of marine tetrapods during the Jurassic-Cretaceous transition”. Biological Reviews: n/a. doi:10.1111/brv.12038.