Phân loại dưới đây sử dụng hệ thống hóa do McKenna và Bell đề ra năm 1997[2], với sự sắp xếp lại lấy theo Spaulding et al. (2009)[3][4]. Các họ còn sinh tồn được Mammal Species of the World xuất bản năm 2005 công nhận[5]. Hiện tại, nhóm cá voi (Cetacea) và động vật guốc chẵn (Artiodactyla) được đặt trong nhóm lớn không phân hạng Cetartiodactyla như là các nhóm nhỏ có quan hệ chị-em, mặc dù phân tích ADN đã chỉ ra rằng Cetacea đã tiến hóa từ trong Artiodactyla. Học thuyết gần đây nhất về nguồn gốc của hà mã (Hippopotamidae) gợi ý rằng hà mã và cá voi chia sẻ cùng một tổ tiên chung sống bán thủy sinh, đã tách khỏi các động vật guốc chẵn khác khoảng 60 triệu năm trước[6][7]. Nhóm tổ tiên giả định này rất có thể đã tách thành hai nhánh khoảng 54 triệu năm trước[8]. Một nhánh đã tiến hóa thành cá voi, rất có thể là khởi đầu với tiền-cá voi Pakicetus từ 52 triệu năm trước với các tổ tiên sớm khác của cá voi được gọi chung là nhóm Archaeoceti, cuối cùng đã trải qua sự thích nghi thủy sinh để biến thành các loài cá voi hoàn toàn sống dưới nước[9].

• Bộ Artiodactyla/Cetartiodactyla
  • Phân bộ Tylopoda
    • Họ †Anoplotheriidae?
    • Họ †Cainotheriidae
    • Họ †Merycoidodontidae
    • Họ †Agriochoeridae
    • Họ Camelidae: lạc đà
    • Họ †Oromerycidae
    • Họ †Xiphodontidae
  • Nhánh Artiofabula
    • Phân bộ Suina
      • Họ Suidae: lợn (19 loài)
      • Họ Tayassuidae: lợn cỏ peccari (4 loài)
      • Họ †Sanitheriidae
    • Nhánh Cetruminantia
      • Nhánh Cetancodontamorpha[10][11]
        • Chi †Andrewsarchus?
        • Họ †Entelodontidae
        • Phân bộ Whippomorpha
          • Liên họ Dichobunoidea - cận ngành với Cetacea và Raoellidae
            • Họ †Dichobunidae
            • Họ †Helohyidae
            • Họ †Choeropotamidae
            • Họ †Cebochoeridae
            • Họ †Mixtotheriidae
          • Phân thứ bộ Cetacea: cá voi, cá heo (khoảng 90 loài)
            • Tiểu bộ †Archaeoceti
              • Họ †Pakicetidae
              • Họ †Ambulocetidae
              • Họ †Remingtonocetidae
              • Họ †Basilosauridae
            • Tiểu bộ Mysticeti: cá voi tấm sừng hàm
              • Liên họ Balaenoidea
                • Họ Balaenidae
                • Họ Neobalaenidae
              • Liên họ Balaenopteroidea
                • Họ Balaenopteridae
                • Họ Eschrichtiidae
            • Tiểu bộ Odontoceti: cá voi răng
              • Liên họ Delphinoidea: cá heo
                • Họ Delphinidae: cá heo (38 loài)
                • Họ Monodontidae
                • Họ Phocoenidae: cá heo chuột (6 loài)
              • Liên họ Physeteroidea: cá nhà táng
                • Họ Kogiidae
                • Họ Physeteridae: cá nhà táng
              • Liên họ Platanistoidea: cá heo sông
                • Họ Iniidae: cá heo sông Nam Mỹ (2 loài)
                • Họ Lipotidae: cá heo sông Trung Quốc (0/1 loài, có lẽ đã tuyệt chủng)
                • Họ Platanistidae: cá heo sông Nam Á (1 loài)
                • Họ Pontoporiidae: cá heo La Plata (1 loài)
              • Liên họ Ziphioidea
                • Họ Ziphidae: cá heo mỏ (22 loài)
          • Họ †Raoellidae
          • Phân thứ bộ Ancodonta
            • Họ †Anthracotheriidae - cận ngành với Hippopotamidae
            • Họ Hippopotamidae: hà mã (2 loài)
      • Nhánh Ruminantiamorpha
        • Phân bộ Ruminantia
          • Phân thứ bộ Tragulina
            • Họ †Amphimerycidae
            • Họ †Prodremotheriidae
            • Họ †Protoceratidae
            • Họ †Hypertragulidae
            • Họ †Praetragulidae
            • Họ Tragulidae: cheo cheo (6-10 loài)
            • Họ †Archaeomerycidae
            • Họ †Lophiomerycidae
          • Phân thứ bộ Pecora
            • Họ †Gelocidae
            • Họ †Palaeomerycidae
            • Họ Antilocapridae: linh dương Bắc Mỹ (1 loài)
            • Họ †Climacoceratidae
            • Họ Giraffidae: hươu cao cổ, hươu đùi vằn (2 loài)
            • Họ †Hoplitomerycidae
            • Họ Cervidae: hươu nai (49 loài)
            • Họ †Leptomerycidae
            • Họ Moschidae: hươu xạ (7 loài)
            • Họ Bovidae: trâu, bò, dê, cừu, linh dương Cựu thế giới và họ hàng (135 loài)