Coloniatherium fue nombrado en 2009 por Guillermo Rougier y sus colegas y asignado a la familia Mesungulatidae dentro de Dryolestoidea.^[1]​ Dryolestoidea es un grupo de mamíferos extintos que vivieron en América del Norte, Eurasia y África durante el Jurásico y Cretácico temprano, pero sobrevivió en América del Sur durante el Cretácico tardío y en el Paleoceno.^[2]​ El nombre genérico, Coloniatherium, combina el nombre de la Formación La Colonia, la unidad estratigráfica donde se encontraron los fósiles del animal, y su homónima Sierra de La Colonia con el componente -therion, "bestia" en griego. El nombre específico, cilinskii, honra a Juan Cilinski, un ganadero local que ayudó con el trabajo de campo que condujo al descubrimiento de Coloniatherium.^[1]​

Coloniatherium se conoce por unos pocos fragmentos de mandíbula, varios dientes aislados^[1]​ y algunos peñascos (huesos del oído).^[3]​ Era un mesungulátido grande.^[1]​ El animal tenía un número desconocido de incisivos (probablemente dos o tres en la mandíbula inferior),^[3]​ un canino, tres premolares y tres molares por cuadrante de la mandíbula.^[1]​ Es más grande que Mesungulatum, tiene molares más anchos y los molares posteriores están más reducidos; los dos también difieren en numerosos detalles de la morfología del diente.^[3]​ El primer molar tiene tres raíces, un rasgo compartido solo con Leonardus de la Formación Los Alamitos aproximadamente contemporánea de Argentina entre la orden Dryolestoida.^[4]​

El peñasco de Coloniatherium parece ser similar en términos de posición filogenética a Vincelestes, un mamífero argentino del Cretácico temprano, pero también comparte algunos rasgos aparentemente derivados con los terios (es decir, marsupiales, placentarios y parientes).^[5]​ Según las comparaciones con Vincelestes, la longitud del cráneo de Coloniatherium se estimaría en 87,5 milímetros; las comparaciones con los terios sugieren una mayor longitud del cráneo, pero la estimación anterior está más en línea con el tamaño de las mandíbulas.^[6]​

Los fósiles de Coloniatherium provienen de la Formación La Colonia, que aflora en el centro-norte de la provincia de Chubut. Los fósiles de mamíferos proceden del valle de Mirasol Chico. La formación incluye depósitos fluviales de aguas profundas y cercanos a la costa, y la fauna de mamíferos probablemente proviene de un estuario, una planicie mareal o una llanura costera.^[1]​ La Formación La Colonia también contiene dryolestoides, como Coloniatherium y Reigitherium, así como los enigmáticos posibles multituberculados Argentodites y Ferugliotherium.^[7]​ Coloniatherium es el mamífero más grande y abundante que se encuentra en la formación.^[1]​

Los mesungulátidos, incluido Coloniatherium, son un grupo de mamíferos altamente derivado, posiblemente especializado en una dieta omnívora a herbívora, la gran densidad de población de Coloniatherium cilinskii posiblemente indique esto último, ya que se encuentra entre los vertebrados más comunes en su conjunto de fauna.^[8]​^[9]​ Se encuentran entre los productos más distintivos de la radiación mesozoica única de los mamíferos sudamericanos.^[10]​

• Chornogubsky, L. (2011). «New remains of the dryolestoid mammal Leonardus cuspidatus from the Los Alamitos Formation (Late Cretaceous, Argentina)». Paläontologische Zeitschrift 85 (3): 343-350. doi:10.1007/s12542-010-0095-4. 
• Kielan-Jaworowska, Z.; Cifelli, R.; Luo, Z.-X. (2004). Mammals from the Age of Dinosaurs: Origins, Evolution, and Structure. Columbia University Press. p. 630. ISBN 978-0-231-11918-4. 
• Rougier, G.W.; Forasiepi, A.M.; Hill, R.V.; Novacek, M. (2009). «New mammalian remains from the Late Cretaceous La Colonia Formation, Patagonia, Argentina». Acta Palaeontologica Polonica 54 (2): 195-212. doi:10.4202/app.2006.0026. 

• Esta obra contiene una traducción derivada de «Coloniatherium» de Wikipedia en inglés, publicada por sus editores bajo la Licencia de documentación libre de GNU y la Licencia Creative Commons Atribución-CompartirIgual 4.0 Internacional.