Według przeprowadzonej przez Andersona i współpracowników analizy filogenetycznej Gerobatrachus jest taksonem siostrzanym Batrachia, a rodzaje Doleserpeton, Amphibamus i Platyrhinops sukcesywnie odleglejszymi grupami zewnętrznymi; analiza ta sugeruje też, że tradycyjnie wyróżniany takson Lissamphibia obejmujący Batrachia i płazy beznogie jest difiletyczny, przy czym Batrachia miały należeć do temnospondyli, a płazy beznogie - do lepospondyli. Moment rozejścia się linii ewolucyjnej Batrachia na płazy bezogonowe i ogoniaste szacowano na późny karbon, jednak odkrycie łączącego w sobie cechy przedstawicieli obu tych grup Gerobatrachus sugeruje, że podział ten nastąpił znacznie później – Anderson i współpracownicy szacują go na środkowy perm, około 270–260 mln lat temu Z kolei według analizy filogenetycznej przeprowadzonej przez Marjanovića i Laurina (2008) Lissamphibia są monofiletyczne i należą do lepospondyli, natomiast Gerobatrachus należał do temnospondyli i tym samym nie był bliżej spokrewniony z Batrachia;