Najstarszą linię rozwojową (klad bazalny) w obrębie rodzaju reprezentują oba gatunki amerykańskie z sekcji Multiserialis, pozostałe gatunki dzielą się na dwie linie zgodnie z klasyfikacją opartą na kryterium morfologicznym z wyjątkiem modrzewia syberyjskiego, który mimo krótkich łusek wspierających jest bliżej spokrewniony z modrzewiami sekcji Multiserialis. Jego genetyczne pokrewieństwo z niepodobnymi morfologicznie gatunkami tłumaczone jest przepływem genów z wczesnego okresu różnicowania się obu linii rozwojowych modrzewi.
Wykaz gatunków europejskie: Larix decidua Mill. – modrzew europejski
azjatyckie: Larix gmelinii (Rupr.) Kuzen. – modrzew dahurski Larix griffithii Hook.f. – modrzew Griffitha Larix kaempferi (Lamb.) Carrière – modrzew japoński Larix mastersiana Rehder & E.H.Wilson Larix potaninii Batalin – modrzew chiński Larix sibirica Ledeb. – modrzew syberyjski
amerykańskie: Larix laricina (Du Roi) K.Koch – modrzew amerykański Larix lyallii Parl. – modrzew Lyalla Larix occidentalis Nutt. – modrzew zachodni
Mieszańce Larix × czekanowskii Szafer – modrzew Czekanowskiego Larix × eurokurilensis Rohmeder & Dimpfelmeier – modrzew eurodahurski Larix × marschlinsii Coaz, syn. L.