Thalassocnus najprawdopodobniej chodził po dnie morskim i używał pazurów do zrywania roślinności. Jego budowa sugeruje również, że nie był to bardzo zwinny pływak, wiosłował on kończynami, gdy było to potrzebne, resztę czasu chodząc po dnie. Wczesne gatunki były bardziej oportunistyczne i skupiały się na trawach morskich blisko brzegów, późniejsze gatunki pokazują większe przystosowanie do otwartego morza, dalej od brzegu. Były one zapewne ofiarą krewniaków kaszalotów, drapieżnych waleni, takich jak Acrophyseter. Skamieniałości rodzaju Thalassocnus są znajdowane pośród szczątków wielu ssaków morskich takich jak wieloryby, delfiny, foki czy ryby, jak np. rekiny.
Taksonomia Rodzaj został utworzony w 1995 roku, a gatunkiem typowym został T. natans. Niepełny szkielet został oznaczony numerem MUSM 433 przez Christiana de Muizona i H. Gregory’ego McDonalda.
Każdy gatunek został znaleziony w skałach z różnych okresów: T. antiquus 7–8 mln (Aguada de lomas) T. natans ok. 6 mln (Montemar) T. littoralis 5 mln (Sud-Sacaco) T. carolomartini 3–4 mln (Sacaco) T. yuacensis 3–1,5 mln (Yuaca)
Wszystkie te skały należą do formacji Pisco w Peru.