Na drzewie ścisłej zgodności wygenerowanym na podstawie 4248 najbardziej oszczędnych drzew Tatankacephalus jest w nierozwikłanej politomii z wszystkimi innymi przedstawicielami Nodosauridae, natomiast na drzewie zgodności wygenerowanym metodą 50% majority rule consensus Tatankacephalus jest w nierozwikłanej politomii z gatunkiem "Polacanthus" rudgwickensis, kladem obejmującym rodzaje Polacanthus, Peloroplites, Gastonia, Gargoyleosaurus i Hoplitosaurus oraz z kladem obejmującym wszystkich pozostałych przedstawicieli Nodosauridae poza najbardziej bazalnymi rodzajami Anoplosaurus, Hylaeosaurus, Mymoorapelta i Antarctopelta.
Historia odkryć Podczas ekspedycji prowadzonych do Middle Dome Region odkryto liczne szczątki owodniowców – żółwia, przedstawicieli Crocodyliformes, cztery deinonychy, zęby dużego teropoda, przypominające te akrokantozaura, trzy niezidentyfikowane kręgi zauropodów, zęby podobne do zębów pleurocela, młodego i dorosłego tenontozaura, szczątki zauropelty oraz nowego dla nauki gatunku ankylozaura. Skamieniałości odkryto w czerwonych mułowcach, w dolnej partii formacji Cloverly, około kilometra na zachód od stanowiska, w którym odnaleziono szczątki mikrowenatora. We wczesnej kredzie było to środowisko lądowe, poprzecinane wolno płynącymi, meandrującymi strumykami.