O Basilosaurus é um gênero de cetáceo que viveu de 40 a 34 milhões de anos atrás, no Eoceno Final. Os primeiros fósseis de basilosauros foram encontrados na Louisiana, EUA, mas outra espécie foi logo descoberta preservada em grande número nos depósitos de Fayum do Egito.
O primeiro fóssil de B. cetoides foi descoberto nos Estados Unidos e acreditou-se inicialmente ser uma espécie de réptil, daí o sufixo - "saurus", mas mais tarde foi descoberto como sendo um mamífero marinho. Richard Owen queria renomear a criatura Zeuglodon ("yoked tooth"), mas por regras taxonômicas o primeiro nome da criatura permaneceu permanente. Fósseis de B. isis foram encontrados no Egito e na Jordânia.
Longe de ser um réptil marinho, o Basilosaurus é um estágio na evolução das baleias. Com 15-20 m (49-66 pés), o Basilosaurus foi um dos maiores animais oceânicos de sua época. O basilosaurus foi extinto durante a Extinção do Eoceno.