Bien que le loup à crinière présente de nombreuses caractéristiques semblables à celles du renard, il n'est pas étroitement apparenté à ce dernier. Il lui manque les pupilles elliptiques que l’on trouve distinctement chez les renards. La relation évolutive du loup à crinière avec les autres membres de la famille des canidés en fait un animal unique.
Les études électrophorétiques n'ont établi aucun lien entre Chrysocyon et aucun des autres canidés vivants étudiés. L'une des conclusions de cette étude est que le loup à crinière est la seule espèce parmi les grands canidés sud-américains à avoir survécu à l'extinction du Pléistocène tardif. Des fossiles de l'espèce de l'Holocène et du Pléistocène supérieur ont été découverts dans les hauts plateaux brésiliens.
Une étude réalisée en 2003 sur l'anatomie cérébrale de plusieurs canidés a placé le loup à crinière avec le loup des Falkland et avec des pseudo-renards du genre Pseudalopex. Une étude basée sur des preuves ADN a montré que le genre éteint Dusicyon, comprenant le loup des Falkland et son parent du continent, était l'espèce la plus étroitement apparentée au loup à crinière dans les temps historiques, et qu'il y a environ sept millions d'années, il partageait un ancêtre commun avec ce genre. Une étude de 2015 a rapporté des signatures génétiques chez les loups à crinière qui indiquent une expansion de la population suivie d'une contraction qui a eu lieu pendant les interglaciations du Pléistocène environ 24 000 ans avant le présent.
Le loup à crinière n'est pas étroitement apparenté aux canidés trouvés en dehors de l'Amérique du Sud. Ce n'est pas un renard, un loup, un coyote ou un chacal, mais un canidé distinct. Cependant, sur la base uniquement de similitudes morphologiques, il avait auparavant été placé dans les genres Canis et Vulpes. Son plus proche parent vivant est le chien des buissons (genre Speothos), et il a une relation plus éloignée avec d'autres canidés sud-américains.