En esquemas tradicionales, Diplomystidae es una familia filogenéticamente basal, primitivo grupo hermano de todos los otros peces gato (Siluroidei).
[2] Los diplomístidos retienen más caracteres plesiomórficos que cualquier otro Siluriforme, reciente o fósil, incluyendo aspectos de los huesos maxilares, bigotes, orificios nasales, cápsula ótica, huesos pterigoideos anteriores, centro complejo de Weber, esqueleto caudal, aletas radiadas, y cintura escapular.
Ya anteriormente se habría dividido Loricarioidei de Silurioidei lo que plantea algunas incógnitas biogeográficas.
Ya entrado el Mioceno conjuntamente a una radiación y especiación importante del clado Loricarioidei, hacen su aparición en estas regiones otras familias de Siluros como Trichomycteridae.
Finalmente, el grupo logra sobrevivir en una aislado sector del continente relacionado con el selva Valdiviana.
[3] Un análisis molecular ha propuesto que tal trans-andino Diplomystes y el cis-andino Olivaichthys están tan estrechamente relacionados (en adición a la similitud morfológica tan marcada) que Olivaichthys no debería ser reconocida.
[3] Los diplomístidos son la única familia existente de peces gato con dientes en un bien desarrollado maxilar (este estado también se presenta en el género extinto †Hypsidoris).