1970年,南十字龙的化石在巴西被首次发现,因为当时在南半球发现的恐龙化石很少,因此古生物学家便以只有在南半球才能看见的南十字星座为这种恐龙命名。南十字龙化石的发现,为古生物学家研究南半球的原始生态状况提供了重要依据。 南十字龙的唯一标本发现于巴西南部南里约格朗德州(Rio Grande de Sul)的圣玛利亚组(Santa Maria Formation)地层。 虽然它的牙齿和姿态显示它是一个肉食类的恐龙,但是有些研究人员认为它是属于蜥脚下目类的恐龙,因为南十字龙的骨骸类似原蜥脚下目。南十字龙可能代表蜥臀目的祖先到兽脚亚目和蜥脚形亚目的分岐进化的过渡期。然而一个在亚利桑那州多色沙漠发现的未命名化石,被认为是种典型原蜥脚下目恐龙,似乎原蜥脚下目是在南十字龙出现前已经演化出来。新的研究显示南十字龙与近亲始盗龙、艾雷拉龙属于兽脚亚目,而且是在蜥脚下目与兽脚亚目分开演化后,才演化出来。