La place exacte du groupe dans l'arbrephylogénétique du vivant n'est pas encore déterminée : à la base desAmbulacraires au sein des Deutérostomiens (là où se trouvaient les Xénoturbellidés) ou alors à la base de tous lesBilatériens, avant la séparation entreProtostomiens etDeutérostomiens. De nombreuses espèces ont souvent été assimilées auxplathelminthes du fait de l'absence de cavité interne (célome)[1].
En 2016, un article de Rouse, Wilson, Carvajal et Vrijenhoek, publié dans la revueNature[2] a démontré les résultats d'une vaste étude phylogénétique sur de nouveaux spécimens de Xenoturbellida : elle aboutit à classer les xénoturbellides parmi les acoelomorphes (Xenacoelomorpha), groupe sœur des bilatériens (Nephrozoa etProtostomia).
Seth Tyler et Stephen Schilling :« PhylumXenacoelomorpha Philippe,et al. »,in Zhi-Qiang Zhang (éditeur) : « Animal biodiversity: An outline of higher-level classification and survey of taxonomic richness »,Zootaxa, vol. 3148, 2011, 237 pp.
Andreas Wallberg, Marco Curini-Galletti, Afsaneh Ahmadzadeh et Ulf Jondelius : « Dismissal of Acoelomorpha: Acoela and Nemertodermatida are separate early bilaterian clades »,Zoologica Scripta, vol. 36,no 5, 2007,p. 509-523
