La specie di tipo, A. remotus, è nota per un cranio parziale e tre ossa del piede recuperate dai sedimenti mongoli che sono stati depositati in una pianura umida di alluvione circa 70 milioni di anni fa. Questi resti sono stati nominati e descritti dal paleontologo sovietico Sergei Kurzanov nel 1976. Una seconda specie, A. altai, conosciuta da uno scheletro molto più completo, è stata nominata e descritta da Stephen L. Brusatte e colleghi nel 2009. Le sue relazioni con altri generi di tirannosauri sono poco chiare, con alcune prove a sostegno di un'ipotesi che Alioramus bonannurus sia strettamente correlata alla specie contemporanea di Tarbosaurus.
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