według Müllera są one siostrzane do rodziny Kuehneosauridae, razem z którą tworzą klad siostrzany do kladu obejmującego grupy Sauria, Thalattosauriformes i Ichthyopterygia (dwie ostatnie grupy w innych klasyfikacjach bywają zaliczane do Sauria). Z kolei według analizy Mercka (2003) Drepanosauridae są blisko spokrewnione z rodzajami Longisquama, Coelurosauravus i Wapitisaurus, razem z którymi tworzą klad siostrzany do kladu Sauria. Także według analizy Sentera (2004) Simiosauria (w tym Drepanosauridae) są blisko spokrewnione z rodzajami Coelurosauravus i Longisquama, razem z którymi tworzą klad Avicephala; jednak według Sentera klad ten jest siostrzany do kladu Neodiapsida sensu Laurin, 1991, tj. kladu obejmującego ostatniego wspólnego przodka Younginiformes i współcześnie żyjących diapsydów oraz wszystkich jego potomków.
Renesto i Binelli (2006) zaktualizowali macierz danych z analizy Sentera, a także uwzględnili w analizie pterozaura (rodzaj Eudimorphodon), czego nie zrobił Senter. Według ich analizy Drepanosauridae należą do Archosauromorpha;