La controverse concernant la classification de Nanotyrannus a duré des décennies, commençant en 1946, lorsque un petit crâne de tyrannosaure a été découvert. Bien que de nombreux paléontologues l'aient considéré comme un spécimen juvénile de T. rex, les différences dans la structure des os et le nombre de dents ont suscité du scepticisme.
Une étude récemment publiée dans la revue Nature, réalisée par les chercheurs Lindsay Zanno et James Napoli, a apporté des preuves décisives, démontrant que Nanotyrannus était en fait une espèce indépendante, complètement mature. Ils ont également identifié une deuxième espèce, Nanotyrannus lethaeus, qui était plus rapide et plus agile que T. rex. Cette découverte nécessite une réévaluation de l'évolution des dinosaures et suggère un écosystème du Crétacé tardif plus diversifié, avec plusieurs prédateurs de sommet coexistants.