W jego obrębie wyróżniano grupę gatunków Monodelphis brevicaudata, teraz zaś węższą grupę gatunków Monodelphis glirina. Oprócz monodelfa amazońskiego zalicza się do niej M. sanctaerosae, czyli monodelf peruwiański znany z Boliwii, a także nienazwany jeszcze gatunek uwzględniony w badaniu genetycznym Pavan i innych z 2014.
Populacje, dziś zaliczane do omawianego gatunku, dawniej klasyfikowano w obrębie monodelfa rdzawobocznego, innego gatunku monodelfa żyjącego bardziej na północ.
Za młodszy synonim gatunku uznaje się z kolei M. maraxina, dawniej uznawany za osobny gatunek pod nazwą monodelf eremicki. Dziś uznaje się, że cechy, na podstawie których wyróżniono ten gatunek, a raczej przejawami zmienności geograficznej monodelfa amazońskiego. Badania genetyczne cytochromu b, wskazujące poprzednio na istotne różnice między populacjami wschodnimi i zachodnimi, ujawniły zawieranie się M. maraxina w M. glirina ze wschodniego Pará.
Badacze podnoszą jednak wysoki poziom różnorodności genetycznej, jak i morfologicznej monodelfa amazońskiego. Uważają, że może on w rzeczywistości stanowić nie jeden gatunek, a kompleks gatunków kryptycznych. Pomimo tego obecnie nie wyróżnia się żadnych podgatunków.