Przedstawiciele grupy Mesonychia posiadają niezwykły ząb trzonowy przypominający ten spotykany u waleni, szczególnie zaś u prawaleni. Podobne są także czaszki i inne cechy morfologiczne. W związku z tym podejrzewano, że wśród omawianego tu rzędu należy szukać przodka waleni. Dobrze zachowane pozostałości dolnych kończyn prehistorycznych waleni, podobnie, jak obecne badania filogenetyczne, świadczą o bliższym pokrewieństwie tych ostatnich z hipopotamowatymi i innymi parzystokopytnymi, co jest zgodne z badaniami molekularnymi. Obecnie więc większość naukowców wątpi w to, że Mesonychia był przodkami wielorybów i delfinów, za to mogą one mieć wspólnego przodka z rodziną Anthracotheriidae, obejmującą przodków dzisiejszych hipopotamów. Niektórzy naukowcy uważają, że walenie, Anthracotheriidae i hipopotamowate wywodzą się od Mesonychia. W każdym razie powszechnie uważa się, że same Mesonychia pochodzą od prakopytnych, u których to ssaków jako pierwszych pojawiły się kopytka, a szerzej zalicza się je do nadrzędu Laurasiatheria.