Z powodu nazwy prozaurolofa łączy się zwykle z zaurolofem. Ich pokrewieństwo stanowi jednak kwestię dyskusyjną. Niektórzy autorzy uznają bliskie pokrewieństwo zwierząt, podczas gdy inni nie, umieszczając prozaurolofa bliżej brachylofozaura, edmontozaura, grypozaura i majazaury. W każdym razie lokuje się go w podrodzinie hadrozaurów płaskogłowych, co wiąże się z brakiem długiego wydrążonego grzebienia zdobiącego głowę.
Kladogram widoczny po lewej opiera się na pracy Jacka Hornera, Davida B. Weishampela i Catherine Forster z 2004 w drugiej edycji The Dinosauria. Według tej pracy Prosaurolophus sytuuje się blisko rodzajów takich, jak grypozaur. Należy pamiętać, że to tylko jeden z wielu zaproponowanych dla dinozaurów kaczodziobych.
W 2014 został wraz z zaurolofem i wydzielonym właśnie z Saurolophus rodzajem Augustynolophus do nowego plemienia Saurolophini w obrębie podrodziny Saurolophinae.