Nanahughmilleria forma parte de la familia Adelophthalmidae, el único clado de la superfamilia Adelophthalmoidea, un grupo caracterizado por su pequeño tamaño, caparazones parabólicos en forma de U, epímeros laterales en el séptimo segmento y un conjunto de rasgos anatómicos que los distinguen de otros euriptéridos más derivados. Dentro de este marco, Nanahughmilleria destaca por la presencia de un mayor número de espinas en sus apéndices y por una morfología genital particular que lo separa de sus parientes más avanzados.

El tamaño de Nanahughmilleria era reducido incluso para los estándares de los adeloftálmidos. La especie más grande asignada con seguridad al género, N. norvegica, alcanzaba apenas los 10 centímetros, mientras que la más pequeña, N. clarkei, no superaba los 4 centímetros. Otras especies como N. notosibirica llegaban a los 9 centímetros, y N. pygmaea alcanzaba los 8. Aunque N. lanceolata podía llegar a los 16 centímetros, esta especie probablemente no pertenece a Adelophthalmidae, sino a un grupo eurypteróideo distinto. La forma del cuerpo de Nanahughmilleria era aerodinámica, con ojos reniformes largos y estrechos situados en posición intramarginal, lo que sugiere que era un nadador activo capaz de desplazarse contracorriente. Presentaba epímeros laterales en el séptimo segmento, que marcaban la transición entre el preabdomen (segmentos 1 a 7) y el postabdomen (segmentos 8 a 12). La espátula genital, una estructura plana situada en la abertura genital, era muy corta en comparación con la de otros adeloftálmidos más derivados. Las patas caminadoras, del primer al quinto par, eran probablemente de tipo Hughmilleria, con un par de espinas en cada podómero, mientras que la paleta de la pata natatoria era relativamente ancha. El telson era lanceolado y poco expandido, como en otros miembros de Adelophthalmidae.

Nanahughmilleria se distingue de los adeloftálmidos más avanzados por sus espátulas genitales más pequeñas y por la mayor espinosidad de sus apéndices, rasgos que indican una posición más basal dentro del clado. La historia taxonómica del género es extensa y compleja. La primera especie que hoy se reconoce como Nanahughmilleria fue descrita en 1859 por John William Salter como Eurypterus pygmaeus, aunque Richard Banks ya la había mencionado en 1856 sin descripción formal, lo que convierte ese nombre en un nomen nudum. Los fósiles procedían de Kington, Herefordshire, e incluían caparazones completos y segmentos de la pata natatoria. N. pygmaea tenía un caparazón alargado y redondeado en el margen anterior, ojos reniformes intramarginales y ocelos diminutos situados en el centro. Sus quelas eran pequeñas, como en la mayoría de los euriptéridos. Esta especie alcanzaba los 8 centímetros y se diferenciaba de otras por la forma convergente del caparazón y el gran tamaño de los ojos.

En 1884, James Hall describió Eurypterus prominens a partir de un único caparazón del Grupo Clinton en Estados Unidos. Esta especie presentaba ojos colocados en posición submarginal, más adelantados que en otras especies del género, y un caparazón largo con ocelos situados hacia la parte anterior. Se ha sugerido que podría representar un género aparte, y las notas de Kjellesvig-Waering indican que consideró crear el género “Clintonipterus” para esta especie. Sin embargo, en 1961 fue asignada a Nanahughmilleria.

En 1911, Johan Aschehoug Kiær describió Eurypterus norvegica, una especie con caparazón parabólico, ojos intramarginales arqueados, metastoma ovalado y un opérculo con una espátula larga y estrecha. El telson era lanceolado con quilla dorsal y ventral, y el quinto apéndice tenía un par de espinas en cada podómero. La paleta natatoria era ancha. Esta especie, que alcanzaba los 10 centímetros, fue designada como especie tipo de Nanahughmilleria por Kjellesvig-Waering.

En 1957, L. P. Pirozhnikov describió N. schiraensis y Parahughmilleria matarakensis, asignándolas erróneamente al género estilonurino Rhenopterus. N. schiraensis se conoce por un caparazón semioval y alargado con un margen estrecho y un ojo reniforme grande. Los ocelos estaban situados entre los ojos. Aunque se ha sugerido que esta especie podría ser sinónima de P. matarakensis, Shpinev argumenta que las diferencias en la longitud del prosoma y la posición de los ojos justifican su separación.

En 1961, Kjellesvig-Waering dividió Hughmilleria en dos subgéneros basándose en la morfología ocular: Hughmilleria para especies con ojos marginales ovoides y Nanahughmilleria para especies con ojos intramarginales reniformes. N. norvegica fue designada como subgenotipo. Asignó siete especies al subgénero, aunque solo cuatro siguen considerándose válidas dentro del género.

N. clarkei fue descrita en 1964 por Kjellesvig-Waering a partir de fósiles previamente asignados a Hughmilleria shawangunk. Esta especie, de solo 4 centímetros, tenía un caparazón lanceolado con ojos intramarginales anteriores, un telson ancho y lanceolado y espolones en los ángulos genales.

En 2012, Shpinev describió N. notosibirica a partir de dos especímenes de Siberia. Presentaba un caparazón parabólico con ojos alargados, apéndices prosómicos de tipo Hughmilleria con espinas pequeñas, un telson pequeño en forma de cuña y un metasoma más estrecho que el mesosoma. Alcanzaba los 9 centímetros y se diferenciaba por sus proporciones corporales y la posición de los ojos.

N. lanceolata, descrita originalmente por Salter en 1856 como Himantopterus lanceolatus, se clasifica provisionalmente dentro de Nanahughmilleria. Sus patas natatorias eran largas y estrechas, alcanzando el sexto segmento del cuerpo, y el telson era lanceolado con una quilla central. Todos los ejemplares carecen de ojos, lo que dificulta su clasificación, y sus apéndices no coinciden con los de Adelophthalmoidea, sino con los de Eurypteroidea.

Nanahughmilleria es el único género polifilético dentro de Adelophthalmidae, ya que algunas especies como N. prominens y N. lanceolata probablemente representan linajes distintos. En 2004, Tetlie propuso la familia Nanahughmilleridae para agrupar a los adelophthalmoideos sin espátulas genitales o con espátulas reducidas, pero esta clasificación no ha sido ampliamente aceptada. Los análisis modernos apoyan un clado basal formado por Bassipterus y Pittsfordipterus, mientras que Nanahughmilleria aparece como taxón hermano del clado derivado compuesto por Parahughmilleria y Adelophthalmus.

Los fósiles de Nanahughmilleria se han encontrado en yacimientos desde el Llandovery silúrico hasta el Eifeliano devónico en Norteamérica, Europa y Siberia. Se cree que vivía en lagos poco profundos y ambientes marginales, compartiendo hábitat con otros euriptéridos como Parahughmilleria, Hughmilleria y los pterigótidos. Su forma aerodinámica sugiere que era un nadador activo capaz de desplazarse contra corrientes.

Nanahughmilleria aparece tanto en faunas ricas en euriptéridos como en yacimientos donde es prácticamente el único artrópodo presente. En Ringerike, Noruega, convivía con Mixopterus kiaeri, Stylonuroides dolichopteroides, Kiaeropterus ruedemanni y Erettopterus holmi, además de otros invertebrados. En Jakasia, Rusia, N. schiraensis y P. matakarensis son los únicos animales presentes junto con restos vegetales. En Inglaterra, N. pygmaea aparece junto a Salteropterus abbreviatus, Parahughmilleria salteri, Erettopterus spatulatus y Herefordopterus banksii. En la Formación Shawangunk, Pennsylvania, N. clarkei se encuentra asociada con Parahughmilleria maria, Ruedemannipterus stylonuroides, Hardieopterus myops y Hughmilleria shawangunk, además de gnatostomas como Vernonaspis y trazas fósiles como Arthrophycus. También se han hallado especies en Escocia.

Nanahughmilleria, con su compleja historia taxonómica, su diversidad morfológica y su amplia distribución geográfica, representa uno de los géneros más interesantes y enigmáticos de los euriptéridos pequeños. Su estudio continúa siendo fundamental para comprender la evolución de Adelophthalmidae y la diversidad ecológica de los escorpiones marinos del Silúrico y Devónico.