El nombre de la especie, mirus en latín significa extraño o maravilloso, y fue escogido para reflejar la inesperada morfología del espécimen tipo.

El cráneo del holotipo fue estudiado en 1988 por R. E. Fordyce y el nombre Australodelphis mirus apareció por primera vez como un nomen nudum en la obra de E.

[1]​ Los cetáceos de la formación Sørsdal son hallados en asociación con la extinta diatomea Fragilariopsis barronii y el pectínido Chlamys tuftensis.

Estos rasgos incluyen la asimetría en los extremos del premaxilar, un pars cochlearis inflado, y un tímpanoperiótico el cual no está suturado con el hueso escamosal.

[1]​ El género también muestra algunas similitudes con el género actual Mesoplodon, un miembro de la familia de las ballenas con pico (Ziphiidae),[1]​ ya que posee un rostro alargado y sin dientes con amplios flancos maxilares y la bulla timpánica lateralmente comprimida.

[1]​ O. Lambert señaló que Australodelphis tenía rasgos del rostro parecidos a la de las ballenas con pico.

Marys en Calvert Cliffs, Maryland, destaca por ser lo suficientemente parecido en estructura como para haber derivado de Australodelphis.