Cudowronka wielka jest gatunkiem typowym rodzaju Paradisaea od czasu wskazania go jako takiego przez George’a Graya. Okazy cudowronki wielkiej były jednymi z pierwszych rajskich ptaków, które dotarły do Europy – przywiózł je kapitan Sebastian Delcano, uczestnik wyprawy Magellana, w 1522 roku. Jako pierwszy w naturze obserwował je Alfred Russel Wallace w 1857 i 1869.
Niektórzy autorzy uznawali cudowronki wielkie i krasnopióre (P. raggiana) za jeden gatunek, uznając te drugie wraz z podgatunkami za podgatunek cudowronki wielkiej; taką klasyfikację przedstawiono przykładowo w Check-list of birds of the world (1962) czy List of New Guinea birds (1941). Przedstawiciele tych taksonów wykazują jednak znaczące różnice w wielkości ciała i upierzeniu, stąd klasyfikowane są w osobnych gatunkach.