Australopithecus deyiremeda es un taxón estrechamente relacionado con Australopithecus afarensis, la especie de Lucy, con la que coexistió en África oriental entre hace 3,59 y 3,33 Ma. Se definió a partir de un maxilar con dientes (holotipo), y dos mandíbulas y un fragmento de maxilar (paratipos) hallados en el sistema de yacimientos de Burtele, en el área de investigación de Woranso-Mille, Etiopía (Haile-Selassie, Gibert, Melillo et al., 2015). Deyiremeda (day-ihreme-dah) significa «pariente cercano» en la lengua del pueblo Afar.

Lo que distingue fundamentalmente a Au. deyiremeda de Au. afarensis es el mayor grosor mandibular en relación con su corta longitud, la estructura y esmalte grueso de la dentición, y el origen más anterior de los pómulos. También se distingue de Au. garhi (especie que aparece 1 Ma después en la misma región) por tener una cara menos sobresaliente que esta última. Para completar la complejidad, a estos taxones se une Kenyanthropus platyops, también datado en torno a 3,5 Ma, distinguible de los australopitecos sobre todo por su cara más plana, su mandíbula más grácil y una dentición relativamente más pequeña y estrecha.