Banksia integrifolia est décrit pour la première fois à Botany Bay le 29 avril 1770 par Sir Joseph Banks et Daniel Solander, naturalistes à bord de l'Endeavour lors du premier voyage de James Cook dans l'océan Pacifique. Toutefois l'espèce ne fait pas l'objet de publication avant avril 1782, quand Carl von Linné le Jeune décrit les quatre premières espèces de Banksia dans son Supplementum Plantarum. Linné le Jeune distingue les espèces par la forme de leurs feuilles et les nomme en fonction de ce critère. Ainsi l'espèce dont les feuilles ont le bord du limbe entier reçut l'adjectif spécifique integrifolia, formé à partir des termes latins integer, qui signifie « entier », et folium signifiant « feuille ». Le nom complet de l'espèce est par conséquent Banksia integrifolia L.f..
Suivent ensuite environ 200 ans de confusion sur les limites taxonomiques de l'espèce, confusion provoquée par la grande diversité de formes que peut prendre cette plante, par sa ressemblance avec des espèces étroitement apparentées et par le fait que les premiers essais de classification de ces espèces s'appuient seulement sur des spécimens desséchés. Une taxonomie stabilisée des Banksia ne commence à émerger qu'en 1981 avec la publication par Alexander Segger George d'une monographie marquante sur le genre Banksia, The Genus Banksia L.f. (Proteaceae). La classification établie par George en 1981 a été affinée depuis à la lumière des nouvelles recherches et de la découverte de nouveaux éléments, mais est restée largement inchangée. La place de Banksia integrifolia au sein du genre est restée sensiblement stable, mais ses liens de parenté avec les autres espèces restent débattus et il plusieurs modifications ont eu lieu dans les taxons infraspécifiques.
Le classement taxonomique actuel du genre Banksia se fonde sur le travail d'Alex George publié en 1999 dans la flore en plusieurs volumes Flora of Australia. Dans ce classement, Banksia integrifolia est placé dans le sous-genre Banksia subg. Banksia, en raison de ses inflorescences qui présentent la forme caractéristique des épis floraux de Banksia, dans la section Banksia sect. Banksia pour ses styles droits et dans la série Banksia ser. Salicinae parce que ses inflorescences sont cylindriques. Kevin Thiele l'a en outre placé dans une sous-série Integrifoliae, mais n'a pas reçu l'appui de George.
Le classement de Banksia integrifolia au sein du genre Banksia peut être schématisé de la manière suivante :
Bien qu'elle puisse être attribuée pour une part à des facteurs d'environnement, la grande variabilité de Banksia integrifolia est surtout d'origine génétique : selon George, elle « donne l'impression qu'elle est en phase de spéciation active pour occuper les nombreuses niches écologiques de son aire de diffusion ». Trois sous-espèces sont actuellement reconnues : Banksia integrifolia subsp. integrifolia, Banksia integrifolia subsp. compar et Banksia integrifolia subsp. monticola.
Des hybrides naturels présumés ont été signalés entre Banksia integrifolia et d'autres espèces de Banksia ser. Salicinae, bien qu'aucun nom d'hybride n'ait été formellement publié à ce jour. Les hybrides présumés sont identifiés par leurs caractères intermédiaires. Par exemple, ceux formés avec Banksia paludosa (Banksia des marais), provenant de Jervis Bay et du cap Green sur la côte méridionale de la Nouvelle-Galles du Sud, ont un port plus réduit, des épis floraux plus longs et plus fins, et des fleurs persistantes sur les « cônes » anciens, qui autrement sont nus chez les purs Banksia integrifolia.
Des hybrides présumés avec Banksia marginata (le banksia argenté, Silver Banksia) se rencontrent sur le promontoire de Wilson dans le Victoria. On les trouve dans des zones où les deux sous-espèces cohabitent et elles ont des caractéristiques intermédiaires entre les deux. Un autre prétendu hybride avec Banksia marginata, supposé provenir de Cape Paterson sur la côte méridionale du Victoria, fut d'abord décrit par Alf Salkin et est disponible dans le commerce en petites quantités. C'est une plante basse (un mètre), attrayante et rustique.