Le Basilosaurus est un genre de cétacés qui a vécu il y a 40 à 34 millions d'années à l'Éocène tardif. Les premiers fossiles de Basilosaurus ont été trouvés en Louisiane, aux États-Unis, mais une autre espèce a rapidement été découverte, préservée en grand nombre dans les gisements du Fayoum en Égypte.
Le premier fossile de B. cetoides a été découvert aux États-Unis et on a d'abord cru qu'il s'agissait d'une sorte de reptile, d'où le suffixe "saurus", mais on a découvert plus tard qu'il s'agissait d'un mammifère marin. Richard Owen a voulu renommer la créature Zeuglodon ("dent à joug"), mais selon les règles taxonomiques, le prénom de la créature est resté permanent. Des fossiles de B. isis ont été trouvés en Égypte et en Jordanie.
Loin d'être un reptile marin, le Basilosaurus est une étape dans l'évolution des baleines. Avec ses 15-20 m (49-66 ft), le Basilosaurus était l'un des plus grands animaux océaniques de son temps. Le Basilosaurus s'est éteint lors de l'extinction de l'Eocène.