Tiene los ojos marrones, que están rodeados por un estrecho anillo ocular blanco.La especie P. griseocapilla fue descrita por primera vez por el zoólogo británico Philip Lutley Sclater en 1862 bajo el mismo nombre científico; su localidad tipo es: «Brasil, presumiblemente Río de Janeiro».[3] El nombre genérico masculino «Phyllomyias» se compone de las palabras del griego «φύλλον» (phúllon) que significa ‘hoja’, y de la forma neolatina «myias» que significa ‘atrapamoscas’, a su vez derivado del griego «μυῖα, μυῖας» (muĩa, muĩas) que significa ‘mosca’; y el nombre de la especie «griseocapilla», se compone de las palabras del latín «griseus» que significa ‘gris’, y «capillus» que significa ‘cabello de la cabeza’.[7] Estuvo en el pasado colocada en un género Oreotriccus junto a Phyllomyias plumbeiceps.Evidencias anatómicas sugieren que la presente especie, Phyllomyias fasciatus, Phyllomyias griseiceps y Phyllomyias weedeni forman un clado que puede no estar emparentado con otras del género, algunas de los cuales o todas posiblemente estarían mejor colocadas en un género resucitado Tyranniscus.