Eobalaenoptera je vyhynulý rod plejtváka velkého patřící do rodu Balaenopteroidea.
Eobalaenoptera byla poprvé popsána v červnu 2004 výzkumníky ve Virginském přírodovědném muzeu z částečné kostry nalezené v roce 1990 v okrese Caroline ve Virginii, místě pravěkého oceánu, ve středním miocénním souvrství Calvert. Ukázalo se, že 11 metrů dlouhá kostra má podobné morfologické vlastnosti jako klad velryb, který se skládá ze dvou moderních taxonomických čeledí – Balaenopteridae (rorqualové) a Eschrichtiidae (čeleď s jedním žijícím druhem, velrybou šedou).
Stáří souvrství Calvert (14 milionů let) činí z Eobalaenoptery nejstaršího známého člena Balaenopteroidea o tři až pět milionů let. Výrazně se také zmenšil rozdíl mezi nejstaršími známými fosilními záznamy a odhadovanou dobou odklonu tohoto kladu od ostatních plejtváků. Molekulární hodiny stanovily tento odklon u balaenopteroidů od ostatních mysticet korunních o 15-20 milionů let.
Rodové jméno Eobalaenoptera odráží podobnosti mezi touto kostrou a druhem z rodu Balaenoptera, jako je plejtvák malý; eo- je předpona znamenající úsvit. Tento druh je pojmenován po Carteru Harrisonovi, dobrovolném pracovníkovi muzea.