Hóa thạch đầu tiên của Tenontosaurus được tìm thấy ở quận Big Horn, tiểu bang Montana của Hoa Kỳ trong một cuộc thám hiểm của Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Hoa Kỳ (AMNH) vào năm 1903. Cuộc khai quật ở cùng khu vực đó trong những năm 1930 đã tìm thấy thêm 18 mẫu hóa thạch. Vào năm 1940 cũng có thêm bốn mẫu hóa thạch nữa. Mặc dù một số lượng lớn các mẫu hóa thạch đã được tìm thấy, tuy nhiên, Tenontosaurus không được đặt tên hoặc mô tả một cách khoa học trong thời gian này. Chỉ có Barnum Brown (thành viên của bảo tàng AMNH) đã đặt cho nó cái tên không chính thức là "Tenantosaurus", có nghĩa là "thằn lằn cơ bắp". Cái tên này liên quan đến một hệ thống gân cứng ở lưng và đuôi của nó.

Trong những năm 1960, Đại học Yale đã bắt đầu một cuộc khai quật dài hạn, mở rộng ra khu vực Big Horn Basin (thành hệ Cloverly), Montana và Wyoming (các tiểu bang của Hoa Kỳ). Đoàn thám hiểm được dẫn dắt bởi John Ostrom, nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra hơn 40 hóa thạch mới. Sau chuyến thám hiểm của mình, Ostrom trở thành người đầu tiên mô tả khoa học và đặt tên chính thức cho chúng như hiện nay là Tenontosaurus – một biến thể nhỏ trong cách đánh vần cái tên không chính thức trước đó của Barnum Brown.