Dowodów ponownie dostarczyła immunologia.
Obecnie wirus Zachodniego Nilu klasyfikuje się w obrębie rodziny Flaviviridae, w rodzaju Flavivirus. Wirusy należące do tego rodzaju klasyfikuje się dalej w mniejsze grupy. WNV zalicza się do wirusów kompleksu antygenowego JE. Zaliczają się doń również wirusy japońskiego zapalenia mózgu (JE), zapalenia mózgu doliny Murray, wirus St. Louis (SLE) i Kunjin.
W 2008 przy okazji badań wirusa Zika Lanciotti i współpracownicy porównali region kodujący jedno z białek flawiwirusów (białko 5), w efekcie czego powstało następujące drzewo filogenetyczne:
Co więcej, wirusa Zachodniego Nilu podzielić można dalej na 2 linie. Podczas gdy pierwsza z nich osiągnęła zasięg światowy, druga obejmuje 2 enzootyczne szczepy afrykańskie.
Rozmieszczenie geograficzne Wirus Zachodniego Nilu występuje w Afryce, Azji, Australii i Europie, a od niedawna również w Ameryce Północnej.