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  目前僅發現半節頸椎,是在19世紀由威特島的威廉·達爾文·福克斯(William Darwin Fox)牧師所發現。福克斯牧師死後,大英自然史博物館獲得他生前收集的化石。William Davies注意到這個頸椎,推測這動物是虛骨龍的近親。在1888年,哈利·絲萊(Harry Seeley)將這節化石敘述、命名。絲萊將這些化石命名為達氏孔椎龍("Thecospondylus daviesi"),孔椎龍是絲萊之前根據薦骨而命名的一屬恐龍。在1901年,法蘭茲·諾普喬(Franz Nopcsa)將孔椎龍改列為虛骨龍的一個種,達氏虛骨龍("Coelurus daviesi")。  在1923年,休尼(Friedrich von Huene)提出這個化石不同於孔椎龍、虛骨龍,是一個獨立的屬,並將名稱改為鞘虛骨龍("Thecocoelurus"),屬名是由孔椎龍、虛骨龍的字根所構成。  正模標本(編號BMNH R181)是一個頸椎的前1/3段落,長9公分,發現於英格蘭的威塞克斯組(Wessex Formation),地質年代相當於巴列姆階。

  休尼在命名鞘虛骨龍時,將牠們歸類於虛骨龍科。之後在1926年,修尼考慮到這個頸椎的大小、結構,將其改歸類於似鳥龍科。  之後長久以來,鞘虛骨龍被認為是種獸腳類虛骨龍類的未定位屬,然而在2001年,德恩·奈許與其同事重新將鞘虛骨龍分類於偷蛋龍下目,偷蛋龍下目是群雜食性的手盜龍類恐龍,這將使鞘虛骨龍成為唯一的歐洲偷蛋龍類恐龍。鞘虛骨龍的頸椎與偷蛋龍類近頜龍科的頸椎有許多細部的相似處。德恩·奈許也將鞘虛骨龍的狀態列為疑名。  在2004年,詹姆士·柯克蘭(James Kirkland)提出鞘虛骨龍可能不是偷蛋龍類,而是屬於鐮刀龍類演化支,是鑄鐮龍的近親,這也將使鞘虛骨龍成為唯一的歐洲偷蛋龍類恐龍。
鞘虛骨龍屬(學名:)是種獸腳亞目恐龍,生存於早白堊紀的英格蘭。