Dans leurs analyses phylogénétiques, Leeet al. (2022) ont retrouvé Natovenator comme un membre dérivé des Halszkaraptorinae, Halszkaraptor étant le membre le plus basal du groupe. Le cladogramme ci-dessous montre les résultats de leurs analyses phylogénétiques[9] :
↑(en) J. F. Bonaparte, « Tetrapod faunas from South America and India: a palaeobiogeographic interpretation », Proceedings of the Indian National Science Association, vol. 65A, no 3, , p. 427-437
↑ a et b(en) Robert A. DePalma, David A. Burnham, Larry D. Martin, Peter L. Larson et Robert T. Bakker, « The First Giant Raptor (Theropoda: Dromaeosauridae) from the Hell Creek Formation. », Paleontological Contributions, no 14, (lire en ligne)
↑(en) A. H. Turner, S. H. Hwang, and M. A. Norell. 2007. "A small derived theropod from Öösh, Early Cretaceous, Baykhangor Mongolia". American Museum Novitates3557: 1-27
↑(en) Andrea Cau(d), Vincent Beyrand, Dennis F. A. E. Voeten, Vincent Fernandez, Paul Tafforeau, Koen Stein, Rinchen Barsbold, Khishigjav Tsogtbaatar, Philip J. Currie et Pascal Godefroit, « Synchrotron scanning reveals amphibious ecomorphology in a new clade of bird-like dinosaurs », Nature, (DOI10.1038/nature24679, lire en ligne).