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  在2011年,奧利佛·勞赫(Oliver Rauhut)將發現於坦尚尼亞敦達古魯組(Tendaguru Formation)地層的化石,建立為鯊齒龍科的新屬舊鯊齒龍("Veterupristisaurus"),地質年代約1億5400萬到1億5000萬年前,相當於侏羅紀晚期的啟莫里階到早提通階。生存於侏羅紀晚期的舊鯊齒龍,是已知生存時代最早的鯊齒龍科。  在白堊紀早到中期,鯊齒龍科與棘龍科是岡瓦納大陸的最大型掠食動物,北美洲的高棘龍、亞洲的假鯊齒龍以及歐洲的昆卡獵龍也屬於鯊齒龍科。牠們的生存年代從巴列姆階(1億2700萬年前到1億2100萬年前)到土侖階(9300萬年前到8900萬年前)。  然而,土侖階之後似乎就沒有鯊齒龍科的存活跡象。牠們在岡瓦納大陸被較小型的阿貝力龍科取代,在北美洲與亞洲被暴龍科所取代。根據奧尼拉斯·諾瓦斯(Fernando Novas)與他的同僚的說法,鯊齒龍科與棘龍科在岡瓦納大陸與北美洲消失,顯示這次動物群的取代是全球性事件。  發現於巴西Marília組地層(馬斯特裡赫特階)的獸腳類牙齒、巴西Presidente Prudente組地層(坎潘階到馬斯特裡赫特階)的右上頜骨碎片,可能屬於鯊齒龍科,代表這群恐龍可能持續存活到白堊紀末期。

  

  在1931年,恩斯特·斯特莫建立鯊齒龍科,以包含新發現的撒哈拉鯊齒龍("Carcharodontosaurus saharicus")。在1995年,撒哈拉鯊齒龍的近親南方巨獸龍被敘述、命名,並被歸類於這個科。另外,許多古生物學家將高棘龍包含在此科內(Sereno等人 1996, Harris 1998, Holtz 2000, Rauhut 2003),而其他人則將高棘龍分類於相近的異特龍科(Currie & Carpenter, 2000; Coria & Currie, 2002, Eddy & Clarke, 2011, Rauhut 2011)。  當2006年發現馬普龍時,羅多爾夫·科里亞(Rodolfo Coria)與菲力·柯爾(Phil Currie)建立南方巨獸龍亞科,以包含更先進的南美洲物種,這些物種彼此關係更為接近,而離非洲與歐洲物種較遠。科里亞與柯爾並未將魁紂龍歸類於此亞科,需要更詳細的敘述,但根據牠們的股骨特徵,牠們可能也屬於南方巨獸龍亞科。

  在1998年,保羅·塞裡諾(Paul Sereno)將鯊齒龍科定義為一個演化支,包含:撒哈拉鯊齒龍、與親緣關係接近鯊齒龍,而離脆弱異特龍、董氏中華盜龍、單脊龍、冰脊龍較遠的所有物種。因此,這個演化支不屬於異特龍科。  以下演化樹是根據布魯薩特等人的2009年研究。但是,其中的新獵龍已被歸類於新獵龍科,已不屬於鯊齒龍科: 以下演化樹則是F. Ortega等人在2010年提出的版本.. 高棘龍分類位置仍未確定,大部分研究人員將牠們分類於鯊齒龍科,而其他人則分類於異特龍科。在2011年的克拉瑪依龍重新研究,發現克拉瑪依龍屬於鯊齒龍科。根據堅尾龍類的種系發生學研究,發現克拉瑪依龍是種基礎鯊齒龍科恐龍,而始鯊齒龍也是種原始鯊齒龍科。巴哈利亞龍也曾被假設為鯊齒龍科,但牠們的化石太少而不能確定。巴哈利亞龍似乎是角鼻龍下目三角洲奔龍的一個異名。  鯊齒龍科曾認為與阿貝力龍科有較接近親緣關係,而離異特龍科較遠。這是因為這兩個演化支有某些共同的頭蓋骨特徵。然而,這些相似處似乎是兩個演化支的平行演化而來的。有眾多的頭蓋骨與顱後特徵,支援鯊齒龍科與異特龍科之間有接近親緣關係。
鯊齒龍科(Carcharodontosauridae)是群大型肉食性獸腳亞目恐龍。恩斯特·斯特莫(Ernst Stromer)在1931年建立鯊齒龍科,在現代古生物學中是肉食龍下目的一個演化支。鯊齒龍科包含某些曾出現過的最大型陸地掠食動物:南方巨獸龍、馬普龍、鯊齒龍、以及魁紂龍,上述屬在體型上與暴龍相等或者超越。