Tyrannosaurus adalah jenis genus dari superfamili Tyrannosauroidea, famili Tyrannosauridae, dan subfamili Tyrannosaurinae. Ahli lain bagi tyrannosaurine subfamili termasuk Daspletosaurus Amerika Utara dan Tarbosaurus Asia,[9][10] yang kedua-duanya adakalanya disamakan dengan Tyrannosaurus.[11] Tyrannosaurid dahulunya dipercayai keturunan dari teropoda awal yang lebih besar seperti megalosaur dan karnosaur, sungguhpun kini ia dikelaskan dengan kelurosaur yang umumnya lebih kecil.[12]

Pada tahun 1955, ahli palentologis Soviet Evgeny Maleev menamakan spesies baru, Tyrannosaurus bataar, dari Mongolia.[13] Menjelang 1965, spesies ini telah dinamakan semula sebagai Tarbosaurus bataar.[14] Disebalik penamaan semula, banyak analisa philogeni mendapati Tarbosaurus bataar merupakan taxon saudara bagi Tyrannosaurus rex,[10] dan seringkali ia dianggap sebagai spesies Asia bagi Tyrannosaurus.[12][15][16] Gambaran baru mengenai tengkorak Tarbosaurus bataar telah menunjukkan bahawa ia lebih tirus berbanding Tyrannosaurus rex dan semasa menggigit, pembahagian tekanan pada tengkorank adalah amat berbeza, lebih menyerupai Alioramus, tyrannosaur Asia yang lain.[17] Analisa kladistik berkait mendapati bahawa Alioramus, dan bukannya bukannya Tyrannosaurus, merupakan saudara taxon bagi Tarbosaurus, yang mana, jika benar, mencadangkan bahawa Tarbosaurus dan Tyrannosaurus patut kekal dipisahkan.[9]

Fosil tyrannosaurid lain yang dijumpai dalam formasi sama seperti T. rex pada asalnya dikelaskan sebagai taxa berbeza, termasuk Aublysodon dan Albertosaurus megagracilis,[11] yang terkemudian dinamakan Dinotyrannus megagracilis pada tahun 1995.[18] Bagaimanapun, fosil ini secara keseluruhannya dianggap kepunyaan T. rex remaja.[19] Tengkorak kecil tetapi hampir lengkap dari Montana, sepanjang 60 cm (2 kaki), mungkin berbeza. Tengkorak ini pada asalnya dikelaskan sebagai spesies Gorgosaurus (G. lancensis) oleh Charles W. Gilmore pada tahun 1946,[20] tetapi kemudiannya dirujuk sebagai genus baru, Nanotyrannus.[21] Pendapat pakar sains masih berbeza mengenai pengesahan N. lancensis. Kebanyakan ahli paleontologi menganggap tengkorak ini adalah milik T. rex yang muda.[22] Terdapat perbezaan kecil antara kedua-dua spesies ini, termasuk jumlah gigi yang lebih banyak bagi N. lancensis, yang mendorong pakar sains mencadangkan mengekalkan kedua-dua genera itu sebagai berasingan sehingga penyelidikan atau jumpaan lanjut menjelaskan situasi ini.[10][23]

Pertikaian Manospondylus

Spesimen pertama yang dikaitkan kepada Tyrannosaurus rex terdiri daripada dua serpihan tulang belakang (satu darinya hilang) dijumpai oleh Edward Drinker Cope pada 1892 dan digambarkan sebagai Manospondylus gigas. Osborn menyedari persamaan antara M. gigas dan T. rex seawal 1917 tetapi, disebabkan sifat serpihan tulang belakang Manospondylus, dia tidak dapat mengesahkannya dengan mutlak.[24]

Pertikaian meletus pada Jun 2000 selepas Institute Black Hill menjumpai jenis M. gigas tempatan di Selatan Dakota dan membongkar lebih banyak tulang Tyrannosaurus di sana. Ia dianggap sebagai mewakili tinggalan lanjut individu yang sama, dan dikenal pasti sebagai kepunyaan T. rex. Menurut peraturan (International Code of Zoological Nomenclature (ICZN)), sistem yang mengurus penamaan saintifik haiwan, Manospondylus gigas sepatutnya diutamakan dari Tyrannosaurus rex, kerana ia telah diberi nama terlebih dahulu.[25] Bagaimanapun, Edisi ke Empat ICZN, yang berkuat kuasa pada 1 Januari 2000, menyatakan bahawa "penggunaan meluas perlu dikekalkan" apabila "sinonim atau homonim yang terdahulu tidak digunakan sebagai nama sah selepas 1899" dan "sinonim atau homonim junior telah digunakan bagi takson yang khusus, sebagai nama yang dianggap sah, dalam sekurang-kurangnya 25 hasil kerja, diterbitkan oleh sekurang-kurangnya 10 pengarang dalam tempoh 50 tahun terdahulu..."[26] Tyrannosaurus rex dengan mudah layak sebagai nama sah di bawah syarat itu dan kemungkinannya dianggap sebagai nomen protectum ("nama dilindungi") di bawah ICZN sekiranya ia akan dipertikai, yang tidak lagi berlaku. Manospondylus gigas kemudiannya dianggap sebagai nomen oblitum ("nama dilupakan").[27]