正模标本（编号MCN PV2355）是一个保存良好的部分身体骨骼。副模标本（编号MCN PV2356）则是一个接近完整的左后肢，关节仍呈连接状态。这两个化石都发现于巴西南里约格兰德州，位于著名的Paleorrota地质公园内，都是在名为“Pr-Guaíba Project”的挖掘化石计划而发现。在瓜巴龙被命名后，近年在Paleorrota地质公园的另一个挖掘地点，发现另外两个标本。编号UFRGS PV0725T标本是一个身体骨骼，缺少颈部、一个前肢、两个脚掌。编号MCN PV 10112标本仍位在石块中，还没有经过去除石块的手续。这些化石都发现于Caturrita组地层的下部，地质年代相当于2亿1650万到2亿1200万年前，相当于三叠纪晚期的早诺利阶。

近年新发现的编号UFRGS PV0725T标本，缺少大部分颈椎，但根据仅存的基部颈椎，显示这个个体在死亡前，颈部是朝向左方弯曲的。而根据化石的其他部位，后肢卷曲于身体下方，前肢摆向身体侧方，这个姿势很类似现代鸟类。在发现这个化石以前，只有手盗龙类化石层发现这种鸟类睡眠姿势。研究人员推测，瓜巴龙可能采取这种姿势睡眠，以保持体温，如同现代鸟类。

在1999年，阿根廷古生物学家约瑟·波拿巴（José Bonaparte）等人将正模标本、副模标本叙述、命名。模式种是坎德拉里瓜巴龙（Guaibasaurus candelariensis），属名里的Guaíba，是南里约格兰德州的地名，也是“Pr-Guaíba Project”挖掘计划的名称来源；种名则是以邻近的Candelária市为名。

在1999年的命名研究里，约瑟·波拿巴等人提出瓜巴龙是个原始兽脚类恐龙，并归类于独自的瓜巴龙科。在2007年，约瑟·波拿巴等人发现农神龙非常类似瓜巴龙，而农神龙也生存于相近时代的巴西。约瑟·波拿巴等人将瓜巴龙、农神龙都归类于瓜巴龙科，并将瓜巴龙科改归类为原始蜥脚形亚目恐龙，或者与蜥脚形亚目、兽脚亚目的最近共同祖先是近亲。约瑟·波拿巴等人也提出，瓜巴龙、农神龙的外形比较类似兽脚类恐龙，而较不类似蜥脚形恐龙。发现新化石后，近年研究多倾向于瓜巴龙科是群非常原始的蜥脚形类恐龙。但瓜巴龙本身的分类位置仍有争议，有些研究认为是原始兽脚类恐龙，其他研究则认为是原始蜥脚形恐龙。