Die Geschichte von Apatosaurus ist untrennbar mit den „Bone Wars" verbunden – dem erbitterten Wettstreit zwischen Othniel Charles Marsh und Edward Drinker Cope, der die amerikanische Paläontologie des späten 19. Jahrhunderts prägte. Am 20. März 1877 entdeckten Arthur Lakes und Henry C. Beckwith Fossilien in Morrison, Colorado. Lakes schickte Material an beide Rivalen. Marsh benannte die Gattung Apatosaurus ajax noch im selben Jahr (American Journal of Science, s3-14(84): 514–516). 1879 beschrieb Marsh ein größeres Skelett von Como Bluff, Wyoming, als neue Gattung Brontosaurus excelsus – ohne zu erkennen, dass es sich um ein älteres, vollständiger erhaltenes Exemplar derselben Gruppe handelte.
1903 zeigte Elmer Riggs vom Field Museum anhand des Exemplars FMNH P25112, dass Brontosaurus lediglich ein adulter Apatosaurus war. Nach den Regeln der zoologischen Nomenklatur hat der ältere Name Priorität – Brontosaurus wurde zum Synonym. Doch der populärere Name lebte in der Öffentlichkeit weiter: „Brontosaurus" blieb jahrzehntelang geläufiger als der korrekte „Apatosaurus". 2015 veröffentlichten Tschopp, Mateus und Benson (PeerJ 3: e857) eine umfassende Analyse von 477 Merkmalen über 81 taxonomische Einheiten, darunter 49 Diplodocidae. Ihr Ergebnis: Brontosaurus unterscheidet sich hinreichend von Apatosaurus und verdient den Status einer eigenen Gattung. Drei Arten – B. excelsus, B. parvus, B. yahnahpin – werden Brontosaurus zugeordnet, Apatosaurus behält A. ajax und A. louisae. Diese Trennung wird allerdings nicht von allen Paläontologen akzeptiert. Stand 2023 verwenden einige Forscher weiterhin Apatosaurus als Oberbegriff. Die Debatte ist nicht abgeschlossen.
Apatosaurus ist ausschließlich aus der Morrison-Formation in Nordamerika bekannt – ein Endemismus, der angesichts der weiten Verbreitung anderer Diplodociden (Diplodocus, Dicraeosaurus, Tornieria auf verschiedenen Kontinenten) auffällt. Die jüngste Forschung konzentriert sich auf Detailfragen: die Pneumatisierung der Rippen (King et al. 2024), das Ligamentsystem im Hals (Williams & Harris 2025) und Bissspuren von Theropoden – vermutlich Allosaurus – auf Apatosaurus-Knochen (Lei et al. 2023, PeerJ 11: e16327).