Thecocoelurus je pochybný rod teropodního dinosaura z období rané křídy v Anglii. Je paleontologicky významný tím, že je jedním z prvních ornithomimosaurů známých z Anglie a představuje nejstarší záznam o Ornithomimosaurii v Evropě.
Thecocoelurus je znám pouze z poloviny jediného krčního obratle, který objevil reverend William Darwin Fox na ostrově Wight během 19. století. Po jeho smrti byla Foxova sbírka získána Britským přírodovědným muzeem. William Davies si exempláře všiml jako první a předpokládal blízký vztah s Coelurus.
Byl popsán Harrym Govierem Seeleym v roce 1888. Seeley pojmenoval fosilii Thecospondylus daviesi s odkazem na rod, který pojmenoval dříve pro neúplné odlití křížové kosti. Nicméně v roce 1901 ji baron Franz Nopcsa přejmenoval na Coelurus daviesi. V roce 1923 Friedrich von Huene rozhodl, že by měla být odstraněna z Thecospondylus nebo Coelurus a dána vlastní rod, Thecocoelurus. Generický název je kontrakcí „Thecospondylus“ a „Coelurus“.
Holotyp, NHMUK PV R181, byl nalezen v troskách z vrstvy souvrství Wessex, pocházející z Barremie. Skládá se z předního konce, asi třetiny, krčního obratle, jehož délku odhadl Seeley na devět centimetrů.
Von Huene původně přiřadil Thecocoelura ke Coeluridae, ale v roce 1926 spekuloval, že vzhledem k nezanedbatelné velikosti a typické struktuře obratle by mohl patřit k příslušníkovi čeledi Ornithomimidae. Ačkoli byl od té doby typicky identifikován jako neurčitý teropod „coelurian“, byl Thecocoelurus znovu identifikován Darrenem Naishem a jeho kolegy v roce 2001 jako člen Oviraptorosaurie, skupiny všežravých teropodů maniraptoran, což by z něj dělalo jedinou fosilii oviraptorosaura, která byla kdy v Evropě nalezena. Četné detailní podobnosti sdílí exemplář a krční obratle caenagnathid oviraptorosaurs. Naish a kol. také považovali Thecocoelura za nomen dubium. V roce 2004 se objevila teorie Jamese Kirklanda, že Thecocoelurus by nemusel být oviraptorosaur, ale místo toho příslušník čeledi therizinosaurů, blízce příbuzných Falcariovi, což je pro Evropu opět unikátní jev.
Přehodnocení z roku 2014, které porovnávalo exempláře s fosiliemi evropských ornithomimosaurů, zjistilo, že Thecocoelurus byl pravděpodobně jedním z nejstarších známých ornithomimosaurů a možným starším synonymem Valdoraptora. Výzkumníci Micky Mortimer a Darren Naish však vyjádřili pochybnosti o jeho příbuznosti s ornithomimosaury.