Hóa thạch đầu tiên được nhận dạng là Argentinosaurus tìm thấy năm 1987 tại một nông trường bởi một người chăm gia súc ở Argentina, người nhầm xương chân với gỗ hóa đá. Một xương sống khổng lồ cũng được tìm thấy, và dài gần bằng một người đàn ông.[1]

Loài điển hình của chi Argentinosaurus là A. huinculensis, được mô tả năm 1993 bởi các nhà cổ sinh vật học người Mỹ José F. Bonaparte và Rodolfo Coria. Nó sống vào cuối kỷ Creta ở niên đại Cenomanian, từ 97 tới 94 triệu năm trước. Hóa thạch được phát hiện ở vùng thuộc thành hệ Huincul của phân nhóm Río Limay tại tỉnh Neuquén, Argentina (thành hệ Huincul là một phần thành hệ Río Limay).[2] Đồng thời, ở những nơi phát hiện dấu tích của khủng long Argentinosaurus, các nhà khảo cổ còn phát hiện được hàng ngàn quả trứng hóa thạch, phạm vi phân bố của trứng khủng long khá rộng. Đây có thể coi là con đường trứng khủng long lớn nhất từ trước đến nay.