sympiestodon, we wcześniejszych publikacjach zaliczane do rodzaju Theriosuchus) i Brillanceausuchus należą do rodziny Paralligatoridae, Theriosuchus jest bliżej spokrewniony z Paralligatoridae niż z Atoposauridae a Montsecosuchus jest przedstawicielem Neosuchia o niepewnej pozycji filogenetycznej, być może bliżej spokrewnionym z Hylaeochampsidae niż z Atoposauridae.
Jedyną definicją filogenetyczną nazwy Atoposauridae jest ta przedstawiona nieoficjalnie przez Sereno. Według niej do Atoposauridae należą wszystkie zwierzęta bliżej spokrewnione z Atoposaurus jourdani niż z Peirosaurus torminni, Araripesuchus gomesii, Notosuchus terrestris, Baurusuchus pachecoi lub krokodylem nilowym. Do tak definiowanych Atoposauridae należałby również Pachycheilosuchus – przynajmniej dopóki w analizach zajmowałby na kladogramie pozycję taką, jak w analizach Rogersa oraz Pola i współpracowników.
Niektóre analizy sugerują, że Atoposauridae są dość blisko spokrewnione z Eusuchia – choć nie jako takson siostrzany tego kladu – jednak większość autorów uznaje je za stosunkowo bazalnych przedstawicieli Neosuchia.