Fue descrito por R. C. Fox en 1962, a partir de tres fragmentos mandibulares con dientes.
[1] Thrausmosaurus fue descrito inicialmente como perteneciente a la familia Sphenacodontidae, basado en la estructura y curvatura de sus dientes.
El género permaneció en la familia hasta que fue reexaminado y asignado en 1986 a Synapsida incertae sedis al no ser posible identificar una relación certera con los sinápsidos.
[1] Análisis adicionales en 2009 reafirmaron la validez del género ubicándolo en la familia Varanopidae.
Sin embargo, fue imposible determinar los suficientes caracteres distintivos para mantener la especie Thrausmosaurus serratidens y fue declarada como nomen dubium.