Die taxonomische Einordnung von Therizinosaurus war einer der langwierigsten Irrwege der Paläontologie. Nach Maleevs Schildkröten-Deutung (1954) erkannte Rozhdestvensky 1970, dass die Krallen zu einem Theropoden gehörten. Perle (1979) errichtete die Infraordnung Segnosauria, die jedoch verschiedenen Gruppen zugeordnet wurde – von Sauropodomorphen bis Ornithischien. Erst die Entdeckung von Alxasaurus (Russell & Dong 1993, publiziert 1994) in der Inneren Mongolei Chinas lieferte genügend Skelettmaterial, um die Verwandtschaft mit den Theropoden zu klären. Den endgültigen Durchbruch brachte Beipiaosaurus (Xu et al. 1999), der die Therizinosauridae fest in die Coelurosauria einbettete.
Neue Entdeckungen erweitern das Bild stetig: Paralitherizinosaurus japonicus (2022) ist der erste benannte Therizinosaur aus Japan, Duonychus (Kobayashi et al. 2025) der erste mit nur zwei funktionalen Fingern. Der bislang älteste bekannte Therizinosauroid-Zahn stammt aus dem Mittleren Jura (~168 Ma, Wills et al. 2023), was die Ursprünge der Gruppe deutlich weiter zurückverlegt als lange angenommen – auch wenn diese morphologische Zuordnung durch Maximum-Likelihood-Analysen nicht in allen Aspekten gestützt wird.