Nowsze badania oraz ustalanie pokrewieństwa ewolucyjnego za pomocą analiz kladystycznych spowodowało, że żaden z wymienionych dinozaurów oprócz akrokantozaura (którego bliższe pokrewieństwo jest niejasne), jangczuanozaura i czilantajzaura nie jest zaliczany do allozauroidów (Allosauroidea).
Allozaury to jedna z czterech rodzin karnozaurów; pozostałe trzy to karcharodontozaury (Carcharodontosauridae), sinraptory (Sinraptoridae) i Neovenatoridae. Przedstawiciele Allosauridae w pracy Gregory’ego Paula Predatory Dinosaurs of the World zostali uznani za przodków tyranozaurów (grupa allozaury-tyranozaury byłaby polifiletyczna), jednak koncepcja ta została odrzucona, gdyż tyranozaury są uznawane za członków odrębnej linii ewolucyjnej teropodów – celurozaurów. Allosauridae to najmniejsza rodzina karnozaurów – obejmuje, oprócz allozaura, jedynie zaurofaganaksa i nienazwanego jeszcze allozauroida z Francji. Inny rodzaj, Epanterias, jest kolejnym hipotetycznie ważnym członkiem grupy, jednak zarówno on jak i zaurofaganaks mogą okazać się jedynie dużymi osobnikami Allosaurus. Najnowsze badania utrzymują jednak rodzaj Saurophaganax, a włączają Epanterias do Allosaurus. Według większości obecnych analiz akrokantozaur należy do karcharodontozaurów, aczkolwiek niektórzy naukowcy umieszczają go w Allosauridae.
Historia odkryć Wczesne odkrycia i badania