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Es la única especie conocida del género extinto Thanatotheristes de dinosaurio tiranosaurido del Cretácico tardío de Laramidia, data aproximadamente de hace 80.1-79.5 millones de años. Los fósiles de este taxón se encuentran en la Formación Foremost de Alberta, Canadá, coexistiendo con ceratópsidos de tamaño mediano como Xenoceratops foremostensis y pequeños paquicefalosaurios como Colepiocephale lambei. T. degrootorum se basa en un cráneo parcial, y era significativamente más pequeño que el de sus taxones hermanos, Daspletosaurus. Sin embargo, el grano óseo inmaduro sugiere que los restos conocidos de T. degrootorum son de individuos subadultos. El descubrimiento de T. degrootorum ha erigido a la tribu Daspletosaurini, que incluye a éste, D. torosus, D. horneri, y el taxón de la Formación Dinosaur Park (FMNH PR308), y demuestra que Tyrannosauridae comprendía clados multigenéricos en oposición a las ramas monogenéricas tradicionales.
El espécimen holotipo de Thanatotheristes degrootorum (TMP 2010.5.7) se basa en un maxilar derecho, yugal derecho, postorbital derecho, surangular derecho, cuadrangular derecho, cuadrado posterior derecho, esfenoides posterior, frontal izquierdo y ambos dientes. La longitud del cráneo se ha aproximado a ~800 mm, ya que el individuo holotipo no era osteológicamente maduro al momento de la muerte. El espécimen referido, TMP 2018.016.0001, se basa únicamente en un maxilar derecho parcial y es un individuo subadulto. Fue encontrado en el Doce Millas Coulee en la parte superior de Herronton Sandstone of the Foremost Formation.