jego przynależność do rodzaju Megachasma była jednak kwestionowana i ostatecznie gatunek ten został przeniesiony do odrębnego rodzaju Pseudomegachasma. M. applegatei opisany został w 2014 roku, na podstawie zębów z formacji Skooner Gulch w Kalifornii i formacji Yaquina w Oregonie. Pierwsze skamieniałości należące do tego gatunku odkryte zostały w 1961 roku, czyli na 15 lat przed odkryciem pierwszego osobnika M. pelagios. Spośród pozostałych skamieniałości mogących należeć do przedstawicieli Megachasma wyróżnić można pochodzące z wczesnego miocenu zęby odkryte w Belgii czy odkryte w osadach formacji Yorktown w Karolinie Północnej plioceńskie pozostałości należące najprawdopodobniej do obecnie żyjącego gatunku, M. pelagios.
Filogeneza John Maisey w 1985 roku uznał, że Megachasma tworzy monofiletyczny klad i wraz z Cetorhinus pochodzi od wspólnego przodka. Leonard Compagno w 1990 roku uznał rekina wielkogębowego za takson zajmujący pośrednią pozycję na drzewie ewolucyjnym lamnokształnych, obok zaawansowanych rodzajów Alopias, Lamna, Carcharodon, Isurus, Cetorhinus i bardziej bazalnych Pseudocarcharias, Odontaspis, Carcharias i Mitsukurina.