Les Neovenatoridae ont une large répartition géographique, ils sont connus surtout en Argentine et en Australie, mais aussi en Chine, au Japon, en France, au Royaume-Uni et aux États-Unis.
En 2016 et en 2018, la description de deux nouveaux genres de théropodes découverts en Argentine a conduit à des résultats phylogénétiques très différents, malgré des données utilisées très semblables. La divergence de classification entre les auteurs concerne le placement des néovénatoridés et des mégaraptoriens :
soit comme des animaux plus proches des coelurosaures que des carnosaures (à la suite de l'étude du genre Tratayenia par Juan D. Porfiri et ses collègues en 2018)[5].
Le cladogramme illustré suivant est celui de Sebastián Apesteguía, Nathan D. Smith, Rubén Juarez Valieri et Peter J. Makovicky, daté de 2016, qui place les néovénatoridés comme des carnosauresallosauroïdes[4] :
Le cladogramme suivant est celui de Juan D. Porfiri, Rubén D. Juárez Valieri, Domenica D.D. Santos et Matthew C. Lamanna, daté de 2018, où les différents genres « classiques » de Neovenatoridae/Megaraptora sont ici considérés comme des Megaraptora/Megaraptoridae directement rattachés aux coelurosauriens (la famille des néovénatoridés n'existant plus)[5] :
↑ a et b(en) R.B.J. Benson, M.T Carrano and S.L. Brusatte (2010). A new clade of archaic large-bodied predatory dinosaurs (Theropoda: Allosauroidea) that survived to the latest Mesozoic.Naturwissenschaften, 97(1):71–78. DOI10.1007/s00114-009-0614-x
↑(en) Matthew T. Carrano, Roger B. J. Benson and Scott D. Sampson, « The phylogeny of Tetanurae (Dinosauria: Theropoda) », Journal of Systematic Palaeontology, vol. 10, no 2, , p. 211–300 (DOI10.1080/14772019.2011.630927)
↑(en) Agnolin, Ezcurra, Pais and Salisbury, (2010). "A reappraisal of the Cretaceous non-avian dinosaur faunas from Australia and New Zealand: Evidence for their Gondwanan affinities." Journal of Systematic Palaeontology, 8(2): 257-300
↑ a et b(en) Sebastián Apesteguía, Nathan D. Smith, Rubén Juárez Valieri, Peter J. Makovicky, « An Unusual New Theropod with a Didactyl Manus from the Upper Cretaceous of Patagonia, Argentina », PLOS One, vol. 11, no 7, , e0157793 (PMID27410683, PMCID4943716, DOI10.1371/journal.pone.0157793)
↑ a et b(en) Juan D. Porfiri, Rubén D. Juárez Valieri, Domenica D.D. Santos et Matthew C. Lamanna, « A new megaraptoran theropod dinosaur from the Upper Cretaceous Bajo de la Carpa Formation of northwestern Patagonia », Cretaceous Research, (DOI10.1016/j.cretres.2018.03.014)