Pentecopterus pertenece a la familia Megalograptidae, un grupo de euriptéridos que se distingue por poseer dos o más pares de espinas por podómero en el apéndice prosomal IV, una reducción notable de la mayoría de las espinas y exoesqueletos grandes ornamentados con escamas ovadas o triangulares. Pentecopterus alcanzaba una longitud estimada de 1,7 metros, lo que lo convierte en uno de los euriptéridos más grandes jamás descubiertos. Aunque Pentecopterus era enorme, aún era superado por gigantes posteriores como Jaekelopterus rhenaniae, el mayor artrópodo conocido, que alcanzaba los 2,5 metros. Aun así, dentro de Megalograptidae, Pentecopterus es el género de mayor tamaño, superando claramente a otros miembros de la familia.

Pentecopterus ha sido objeto de recreaciones científicas y divulgativas. Para el programa “La Extraña Verdad” de National Geographic se creó una réplica de Pentecopterus, con la colaboración del paleontólogo James Lamsdell, uno de los autores que describió el género. Lamsdell proporcionó información detallada e ilustraciones que permitieron reconstruir con precisión la anatomía de Pentecopterus. Una vez terminada, la réplica fue trasladada al lugar del impacto donde se hallaron los fósiles originales, reforzando la conexión entre la investigación científica y la divulgación pública.

Los especímenes de Pentecopterus muestran que este euriptérido podía alcanzar longitudes de hasta 1,7 metros, aunque la mayoría de los individuos medían entre 75 y 100 centímetros. Algunos tergitos fragmentarios de Megalograptus shideleri habían sido interpretados como evidencia de un tamaño de dos metros, pero estudios posteriores demostraron que en realidad correspondían a un animal de apenas 56 centímetros. Esto confirma que Pentecopterus era, con diferencia, el mayor megalográptido conocido.

La abundancia de fósiles fragmentarios de Pentecopterus, incluyendo juveniles y restos de mudas (exuvias), ha permitido reconstruir casi por completo su morfología externa. Pentecopterus se diagnostica como un megalográptido que conserva un solo par de espinas en el tercer podómero del tercer apéndice prosomal, un apéndice corto en forma de V con un margen distal serrado, placas ventrales prosomales que se ensanchan hacia adelante, un pretelson sin expansión posterolateral y un telson con forma de xifo, ornamentado lateralmente con escamas. La placa ventral prosomal de Pentecopterus es del tipo Erieopterus, es decir, una única placa que cubre la porción anterior y lateral del caparazón ventral, a la cual se articulan los apéndices mediante un tegumento ventral blando. El caparazón de Pentecopterus tenía un contorno cuadrado con una forma trapezoidal alargada, lo que le daba un aspecto robusto y distintivo.

Los fósiles de Pentecopterus proceden principalmente de la Winneshiek Shale en Decorah, Iowa. La mayoría fueron recuperados en 2010 de la sección superior de cuatro metros del yacimiento, aunque también se recogieron bloques erosionados durante inundaciones, probablemente procedentes de los dos o tres metros superiores. En total se han encontrado más de 5000 fósiles en el yacimiento, de los cuales alrededor del 6,6 % pertenecen a euriptéridos. Entre ellos se encuentra el holotipo de Pentecopterus, SUI 139941, compuesto por una placa ventral prosomal y podómeros proximales del apéndice prosomal II, además de numerosos paratipos y material adicional, todos ellos conservados en el Repositorio de Paleontología de la Universidad de Iowa.

Pentecopterus fue descrito formalmente en 2015 por James C. Lamsdell, Derek E. G. Briggs, Huaibao P. Liu, Brian J. Witzke y Robert M. McKay. La especie tipo es Pentecopterus decorahensis. Pentecopterus es el único euriptérido descubierto en Iowa, aparte de Mycterops whitei, cuya asignación al género Mycterops es dudosa. El nombre Pentecopterus, inspirado en un antiguo barco de guerra griego, refleja tanto la forma hidrodinámica del animal como su papel como depredador primitivo en los mares ordovícicos.

Pentecopterus se clasifica dentro de la familia Megalograptidae, en la superfamilia monotípica Megalograptoidea. Pentecopterus comparte con otros megalográptidos características como la armadura orientada aleatoriamente en los podómeros hinchados del apéndice IV y la gnatobase estrecha con múltiples filas de dientes pequeños en la coxa del apéndice V. También comparte con Megalograptus las filas de escamas agrandadas que recorren el centro de los tergitos opistosómicos, aunque en Pentecopterus estas escamas no se sitúan sobre crestas pronunciadas. Pentecopterus se distingue de otros megalográptidos por poseer un solo par de espinas en el tercer podómero del apéndice III, una única espina terminal en cada apéndice prosomal y la ausencia de ornamentación cuticular densa.

Pentecopterus carece de las láminas cercales presentes en Megalograptus, estructuras que probablemente funcionaban como timones biológicos, similares al telson de los pterigótidos. Esta ausencia sugiere que Pentecopterus era menos eficiente nadando que Megalograptus. Además, Pentecopterus presenta características únicas entre los euriptéridos, como la forma particular de su caparazón y la morfología inusual del sexto podómero del apéndice VI. Pentecopterus también posee escamas laterales en el telson, un rasgo que solo se observa en los euriptéridos pterigótidos y que probablemente surgió por evolución convergente.

Pentecopterus, con su antigüedad excepcional, su tamaño imponente, su abundante registro fósil y su combinación de rasgos primitivos y derivados, representa una pieza clave para comprender la evolución temprana de los euriptéridos y la diversificación de los artrópodos marinos del Ordovícico.