Многие авторы (Odhner, 1914; Poche, 1925; Fuhrmann, 1928; Sprehn, 1932) рассматривали микрофаллид как подсемейство, входящее в состав семейства Heterophyidae Odhner, 1914.
Фауст (Faust, 1929, 1932) включает семейство Microphallidae Travassos, 1920 в установленное им надсемейство Heterophyoidea Faust, 1929. Циуреа (Ciurea, 1933) соглашается с классификацией Фауста.
Ротшилд (1937), изучив строение экскреторной системы и циклы развития микрофаллид, приходит к выводу, что микрофаллиды не родственны гетерофиидам. У микрофаллид экскреторная система типа «Mesostoma» (Sewell, 1922), а у гетерофиид — типа «Stenostoma». Церкарии микрофаллид относятся к группе «Xiphidiocercaria», а у гетерофиид — к типу «Pleurolophocercus».
Первую попытку выяснить филогенетические отношения внутри семейства Microphallidae сделали Кейбл и Кане (Cable a. Kuns, 1951).
Авторы предполагают, что семейство Microphallidae можно включить в надсемейство Plagiorchioidea и что семейство Lecithodendriidae более близко микрофаллидам. Они отмечают, что у микрофаллид в процессе эволюции происходит редукция выворачивающегося цирруса и сумки цирруса, сопровождающаяся развитием добавочных образований, способствующих перекрестному оплодотворению.
Наиболее примитивным родом Кейбл и Кане считают род Microphalloides, от которого происходят другие роды. Этот род обладает сумкой цирруса и высовывающимся циррусом. Расположение желточников у этого рода напоминает таковое у Lecithodendriidae. Род Pseudospelotrema похож на Microphalloides, отличаясь от него протяжённостью петель матки.
Род Maritrema занимает центральное положение в эволюции семейства Microphallidae, так как у Maritrema копулятивный орган — типа папиллы, характерный для высоко специализированных родов, но вместе с тем, сохраняется сумка цирруса, указывающая о наличии примитивных черт у данного рода.