Die Erstbeschreibung von Kentrosaurus aethiopicus erfolgte 1915 durch Edwin Hennig (Sitzungsberichte der Gesellschaft Naturforschender Freunde zu Berlin 1915:219–247) — nicht zu verwechseln mit der umfangreicheren Monographie in Palaeontographica Supplementband VII (Hennig 1925). Der Name leitet sich von griechisch kentron (Spitze, Stachel) und sauros (Echse) ab, mit dem Epitheton aethiopicus als Verweis auf die afrikanische Herkunft aus Deutsch-Ostafrika. Der korrekte Lektotyp ist MB.R.4800, wie von Mallison 2011 geklärt.
Obwohl Kentrosaurus historisch als „primitiver" Stegosaurier galt, zeigen alle modernen phylogenetischen Analysen eine relativ abgeleitete Position innerhalb der Stegosauridae. Maidment et al. (2008, Journal of Systematic Palaeontology 6(4):367–407) etablierten ihn als valide Stegosaurier-Art. Raven und Maidment (2017, Palaeontology 60(3):401–408) rekonstruierten Kentrosaurus als sukzessives Schwestertaxon zu einem Klade aus Dacentrurus und Stegosaurus. Die bislang aktuellste Analyse von Sánchez-Fenollosa und Cobos (2025, Vertebrate Zoology 75:165–189) — basierend auf dem vollständigsten europäischen Stegosaurier-Schädel — definiert zwei neue Kladen: Neostegosauria (= Dacentrurinae + Stegosaurinae) und platziert Kentrosaurus zusammen mit Alcovasaurus und Dacentrurus in den Dacentrurinae.
Die dramatische Verlustgeschichte des Typusmaterials verdient Erwähnung: Beim alliierten Bombenangriff auf Berlin in der Nacht vom 22. auf den 23. November 1943 wurde der Großteil des originalen Kentrosaurus-Materials im Museum für Naturkunde zerstört. Rund 350 Knochen überstanden den Krieg. Zusätzlich existiert ein Komposit-Skelett an der Universität Tübingen, das etwa zur Hälfte aus Originalfossilien besteht. Dass trotz dieser Verluste Studien wie die von Mallison (2010, 2011) und Redelstorff et al. (2013) möglich waren, zeugt vom außergewöhnlichen Umfang des ursprünglich geborgenen Materials.