Obok niego żył też duży teropod Acrocanthosaurus, zauropod Sauroposeidon i krokodyl Goniopholis.
Klasyfikacja Deinonych należy do nadrodziny Deinonychosauria, która swoją nazwę bierze od jego nazwy. Obecnie najczęściej zaliczany jest do podrodziny Velociraptorinae, która definiowana jest jako dinozaury, którym bliżej do welociraptora niż do innych dromeozaurów. Początkowo do niej został zaliczony tylko welociraptor. Później dodano do niej również rodzaje Deinonych i Sauronitholestes. Najnowsze badania zaliczają do tej podrodziny oprócz welociraptora: deinonycha, tsaagana i czasami zaurornitolesta. Niektórzy uważają dromeozaury za wtórnie nielotne ptaki. Dromeozaury wraz z troodontami tworzą klad Deinonychosauria, który filogenetycznie jest najbliższy ptakom.
Zachowania stadne mały|Szkielet deinonycha w Muzeum Historii Naturalnej w Kopenhadze W formacji Cloverly znaleziono skamieniałości deinonychów, blisko skamieniałości ornitopodów tenontozaurów. Wokół szkieletów tenontozaura znajdowano najczęściej szczątki należące do kilku osobników. W tej formacji znaleziono również obok tenontozaura liczne zęby oraz szkielety czterech dorosłych osobników i jednego młodego. Wokół szkieletów tych ornitopodów, znajdowano również zęby deinonychów, a nawet pojedyncze szkielety tych teropodów.