Los fósiles del ahora conocido como Desmatochelys padillai fueron descubiertos en la década de 1940 en Colombia. El primer estudio sistemático fue realizado por Donald Thomas Jeremy Smith en el Politécnico de Kingston, Surrey, Inglaterra. En una parte de su tesis doctoral, en 1989, sugirió que el espécimen se clasificara dentro del género Desmatochelys. Elizabeth L. Nicholls confirmó esta clasificación en 1992. Debido a sus características incompletas y a la falta de información sobre el entorno geológico, la especie quedó sin describir en el museo de la Universidad de California, Berkeley. James Parham, que es una de las autoridades taxonómicas de la especie, había visto los fósiles originales en Berkeley cuando aún era candidato al doctorado en 1996. Recuerda: «Si hubiera sabido lo antiguos que eran los especímenes de Berkeley en 1996, seguro que los habría incluido en mi tesis». Unos ejemplares mejores fueron descubiertos en 2007 por unos paleontólogos aficionados, Mary Luz Parra y sus hermanos Juan y Freddy Parra. Los ejemplares se recuperaron en Villa de Leyva, en Colombia. El lugar se encuentra dentro de la Formación Paja, que ya está datada como perteneciente al Cretácico Inferior, es decir, con más de 120 millones de años. Los fósiles se conservan en las colecciones del Centro de Investigaciones Paleontológicas de Villa Leyva y del Museo de Paleontología de la Universidad de California. La descripción formal fue realizada por Edwin Cadena en el Instituto de Investigaciones Senckenberg, y James Parham en la Universidad Estatal de California.