Die Entdeckungsgeschichte von Ankylosaurus beginnt mit einer Verwechslung: 1900 sammelte Barnum Brown 77 Osteoderme aus der Lance Formation in Wyoming – zusammen mit dem Holotyp von Dynamosaurus imperiosus, der sich als Tyrannosaurus rex herausstellte. Henry Fairfield Osborn beschrieb die Panzerplatten 1905 als zum Tyrannosaurier gehörig. Erst 1908, als Brown den Holotyp AMNH 5895 aus der Hell Creek Formation in Montana beschrieb (entdeckt 1906 von Peter Kaisen), wurde der Irrtum aufgeklärt: Die Osteoderme gehörten zu Ankylosaurus magniventris – „verschmolzene Echse mit großem Bauch". Samuel Wendell Williston kritisierte die Beschreibung als unzureichend und behauptete Synonymie mit Stegopelta, setzte sich aber nicht durch.
Das zweite Hauptexemplar AMNH 5214 wurde 1910 von Browns Team in der Scollard Formation am Red Deer River, Alberta, Kanada, gesammelt – nicht, wie oft fälschlich angegeben, in der Hell Creek Formation in Montana. Es lieferte den besten erhaltenen Schädel und den einzigen sicher zuweisbaren Schwanzclub. 1947 bargen Charles M. Sternberg und T. Potter Chamney den größten bekannten Schädel (CMN 8880, ebenfalls Scollard Formation, nur 1 km nördlich von AMNH 5214). Carpenters Neubeschreibung (2004, Canadian Journal of Earth Sciences 41(8): 961–986) und Arbour & Mallons umfassende Revision (2017, FACETS 2(2): 764–794) schufen die moderne Wissensbasis.
2025 revolutionierte die Neubeschreibung von Spicomellus afer (Maidment et al., Nature 647: 121–126) das Verständnis der Ankylosaur-Evolution: Dieser älteste bekannte Ankylosaur aus dem Mittleren Jura Marokkos (165 Mya) besaß bereits Handle-Wirbel im Schwanz – ein Hinweis auf Schwanzwaffen über 80 Millionen Jahre vor Ankylosaurus. Spicomellus, erstmals 2021 in Nature Ecology & Evolution basierend auf einer einzelnen Rippe beschrieben, zeigte mit dem vollständigeren Material von 2025 auch Halsstacheln von bis zu 87 cm Länge.