tak rozumiane kapitozaury w klasyfikacjach preferowanych przez tych autorów (m.in. przez Romera) są przeciwstawiane niemonofiletycznej grupie Rhinesuchoidea, obejmującej m.in. rodziny Rhinesuchidae, Lydekkerinidae i Uranocentrodontidae, od której pochodzą kapitozaury. Maryańska i Szyszkin wskazują zarazem, że zdaniem innych autorów (m.in. Oczewa) tak rozumiane kapitozaury są polifiletyczne i obejmują kilka linii ewolucyjnych, które wyewoluowały niezależnie z Rhinesuchoidea; tym samym aby utrzymać Capitosauroidea jako grupę monofiletyczną konieczne jest zaliczenie do nich także rodzin z grupy Rhinesuchoidea. Maryańska i Szyszkin (1996) opowiedzieli się za podziałem rodziny Capitosauridae i wydzieleniem z niej odrębnych rodzin kapitozaurów: Stenotosauridae, Paracyclotosauridae, Cyclotosauridae i być może również Deltacephalidae.
Analizy filogenetyczne przeprowadzone przez Adama Yatesa i A. Anne Warren (2000), Rainera Schocha (2000), Rossa Damianiego (2001), Yatesa i Damianiego (2003), Schocha i współpracowników (2007), Schocha (2008), Fortuny'ego, Galobarta i De Santistebana (2011) oraz Schocha (2013) wykazują bliskie pokrewieństwo kapitozaurów z trematozaurami;