En el grupo de Leptodactylus fuscus (Heyer, 1978). Heyer, (1983), colocó Leptodactylus amazonicus Heyer, (1978), en sinonimia. Hoogmoed y Gruber, (1983), discutieron la historia de los tipos y suministraron una sinonimia, observando que el lectotipo de Peters (figura) y el lectotype de Mehely (ZSM 2504/0) representa diferentes especies, el lectotype ilustrado verdadero probablemente no correspondía a la especie que lleva su nombre pero al Leptodactylus spixi. En el complejo de la especie de Leptodactylus mystaceus dentro del grupo de L. fuscus (Heyer et al., 1996, De Sá et al., 2005). Heyer (1986) indica que mientras que el análisis morfológico sugiere que Leptodactylus mystaceus sea una especie con variación geográfica modesta, el análisis de cantos de anuncio indica que hay por lo menos dos o quizás tres especies implicadas. Morfológicamente indistinguible de L. didymus, las especies son reconocibles solamente por las características de sus cantos de anuncio: no-pulsado en L. didymus y pulsado en L. mystaceus (Heyer et al., 1996). El análisis molecular (de Sá et al., 2005) sin embargo demuestra que éstos no son especies hermanos, que decir las especies es no comparten a un antepasado común más reciente. Vea también la discusión en Ponssa (2008).