Dotychczas najbliższymi znanymi krewnymi dinozaurów były Silesauridae, takie jak Asilisaurus kongwe również opisany przez Nesbitta i obecny w osadach ogniwa Lifua. Nyasasaurus może więc stanowić nową grupę siostrzaną dinozaurów albo najstarszego znanego przedstawiciela tej grupy. W końcu jednak autorzy opisu rodzaju uznali go za dinozaura.
Kolejne prace rozważały obie możliwości: Nyasasaurus jako najstarszego dinozaura bądź bliskiego ich krewnego, najbliższego obok Asilisaurus, zaliczanym do Silesauridae.
Przynależność Nyasasaurus do dinozaurów potwierdziła analiza filogenetyczna przeprowadzona przez Barona, Normana i Barretta (2017); z analizy tej wynika, że N. parringtoni był zauropodomorfem, być może należącym do rodziny Massospondylidae lub przynajmniej do gradu ewolucyjnego obejmującego również rodzaje Coloradisaurus i Massospondylus.
Badania Barona i współpracowników zaowocowały opracowaniem m.in. poniższego kladogramu, prezentującego odmienny od powszechnego pogląd na pokrewieństwo między głównymi grupami dinozaurów.