El complejo Thamnophilus punctatus ha sido revisado recientemente en función de sus caracteres morfológicos y vocales, y se divide en seis especies diferentes. Dos de las nuevas especies, aunque bien definidas por sus diferencias morfológicas, no pudieron distinguirse inequívocamente por sus fuertes cantos. El Batará de Planalto (Thamnophilus pelzelni) y el Batará de Sooretama (T. ambiguus) se distinguen más fácilmente por cambios sutiles y localizados en el color del plumaje de machos y hembras. En el presente estudio, utilizamos secuencias de la región de control, los genes citocromo b y ND2 del ADN mitocondrial (ADNmt) para evaluar los niveles de diferenciación molecular entre estas dos especies. La distancia media entre pares entre las dos especies fue del 3,8 %, mientras que varió del 2,7 % al 4,9 % para cada región de ADNmt. Aunque también se detectó una amplia variación entre los haplotipos dentro de las especies, especialmente para T. ambiguus, sugerimos que la divergencia genética encontrada entre T. ambiguus y T. pelzelni es lo suficientemente alta como para corroborar el estatus de especies separadas de estos dos taxones de hormigueros.