W 1902 American Museum of Natural History przeprowadziło ekspedycję dowodzoną przez Barnuma Browna, dzięki której znaleziono dwa szkielety, zaliczane później przez Osborna do rodzaju tyranozaur. W 1905 opisano albertozaura. W kolejnych latach do opisanych dołączyły dwa gatunki gorgozaura, przy okazji ujawniając jedną z najbardziej znanych cech tyranozaurów: małą, dwupalczastą kończynę górną. Wszystkich tych odkryć dokonano w USA. Natomiast w latach sześćdziesiątych i siedemdziesiątych polska ekspedycja paleontologiczna znalazła w Azji, na pustyni Gobi kilka szkieletów Tyrannosauridae, którym Zofia Kielan-Jaworowska nadała nazwę tarbozaur. Z biegiem czasu odkrywano nowe rodzaje i gatunki oraz synonimizowano część z już opisanych. W 1992 do Tyrannosauridae zaliczano 4 rodzaje i 7 gatunków. Wszystkie miały wielką głowę o głębokiej i masywnej czaszce poruszanej silnymi mięśniami, o przypominających siekacze zębach przedszczękowych. Te właśnie obok innych cechy uznawano za źródło sukcesu ewolucyjnego Tyrannosauridae.