模式種懷俄明厚頭龍是目前唯壹的物種,由查爾斯·懷特·w·吉爾摩於1931年建立。吉爾摩在懷俄明州博拉萊縣蘭斯組建立了壹部分頭骨(序列號USNM 12031),作為懷俄明州t .的齒龍新種。當時發現的齒龍只有牙齒化石,而且和劍龍的牙齒很相似,所以齒龍和劍龍被認為是同壹種動物。當時三尖杉屬的所有屬都被歸入三尖杉屬,直到1945,查爾斯·斯騰伯格才糾正了這個錯誤。
1942年,巴納姆·布朗(Barnum Brown)和埃裏希·馬人·施萊傑(Erich Schlaikjer)根據新發現的相對完整的化石建立了厚頭龍屬,並將最初的懷俄明齒龍重新命名為厚頭龍的模式物種。他們還建立了P. grangeri和P. reinheimeri。化石(沒有厚頭龍古的1696)是壹個近乎完整的頭骨,發現於蒙大拿州卡特縣耶卡拉卡鎮海爾河組。Ranema pachydantosaurus的化石(編號DMNH 469)是壹個帶有幾個相連碎片的頭骨頂部,它是在南達科他州科爾森縣的蘭斯地層中發現的[15]。從1983開始,後兩種被認為是懷俄明厚頭龍的同義詞。