Anteriormente, ''Poecilochaetus'', o único gênero atual de Poecilochaetidae, estava incluso na família Disomidae (atual Trochochaetidae) junto de ''Disoma'' (atual ''Trochochaeta'').<ref name=":3" /> Esta classificação foi feita por Mesnil em 1897 e aceita por muito tempo.<ref name=":3" />
No entanto, Hannerzmais tarde, descreveu-se a família Poecilochaetidae baseado em 1956 por estudos comparativos das larvas dos dois gêneros citados, Poecilochaetus e "Disoma".<ref name=":3" /><ref>Hannerz, Lennart. (1956). Larval development of the polychaete families Spionidae Sars, Disomidae Mesnil, and Poecilochaetidae n. fam. in the Gullmar Fjord (Sweden). ''Zoologiska bidrag från Uppsala''. 31: 1-204</ref> O status de família foi mantido pela maioria dos estudos posteriores.<ref name=":3" />
