Piwoniowate zajmują pozycję bazalną w kladzie obejmującym poza tym rodziny: altyngiowatych, oczarowatych, grujecznikowatych i Daphniphyllaceae w obrębie skalnicowców.
W przeszłości ze względu na podobieństwa morfologiczne rodzaj włączany bywał do jaskrowatych Ranunculaceae i uznawany za najbliżej spokrewniony z glaucidium Glaucidium. Później piwonie łączono z ukęślowatymi Dilleniaceae. Ostatecznie przynależność do skalnicowców potwierdziły badania molekularne.
Powiązania filogenetyczne rodziny w obrębie rzędu skalnicowców:
Podział rodzaju na sekcje i gatunki (uwzględniono wybrane podgatunki z utrwalonymi zwyczajowymi nazwami gatunkowymi) Sekcja Mountan D.C. – piwonie krzewiaste podsekcja Delavayanae F.C. Stern Paeonia delavayi Franch. – piwonia Delavaya, piwonia żółta Paeonia ludlowii (Stern & G.Taylor) D.Y.Hong – piwonia Ludlowa podsekcja Vaginatae F.C.