Classificazione
Atlanticetus è un membro basale dei Thalassotherii, un clade di chaeomysticetes del gruppo corona che include Cetotheriidae e balene grigie. Appartiene a un gruppo di talassoteri basali più primitivi dei Cetotheriidae o dei Balaenopteroidea. Come altri talassoteri basali non cetotheriidi e balenottere attuali, Atlanticetus ha un rostro largo alla base e una strana disposizione dei forami endocranici del periotico.
La specie tipo di Atlanticetus è A. lavei, la quale è conosciuta dal Miocene inferiore con un ritrovamento nel Gruppo Pietra da Cantoni in Piemonte, Italia nord-occidentale; l'olotipo è attualmente in mostra presso il Museo Paleontologico Territoriale dell'Astigiano insieme ad una ricostruzione dell'animale. Risulta inoltre il fossile di misticete più antico dell'area mediterranea.
Una seconda specie, A. patulus, è nota nella parte inferiore della Formazione Calvert nel Maryland e nel Texas. È stato originariamente assegnato ad Aglaocetus da Remington Kellogg nel 1968, ma le analisi filogenetiche condotte negli anni 2010 hanno rilevato che Aglaocetus è polifiletico e Bisconti et al. (2020) hanno riscontrato che A. patulus è congenerico con A. lavei sulla base di confronti morfologici.
