En un análisis de conjunto de datos genéticos por Ron et al. (2010), Engystomops pustulatus es el taxón hermano de E. puyango más una especie no descrita de 8.5 km N de Motupe, Departamento de Lambayeque, Perú. Estas tres especies son miembros del sublinaje Vivavox que es parte del linaje Duovox (como fue definido por Ron et al., 2006), que incluye especies que tienen glándulas del flanco y parotoides y cantos fuertes comparados con otros miembros de Engystomops. Dentro de E. pustulatus, dos linajes están fuertemente apoyados; uno está distribuido al norte de la región Costa central (Cerro Blanco y Patricia Pilar), y el otro está en la región Costa sur (Huaquillas + Arenillas). La distancia p no corregida por pares entre ambos linajes varía de 0.019 a 0.021. Esta diferenciación genética es paralela a una diferenciación en el espacio morfométrico y acústico entre linajes. Engystomops pustulatus tiene una distancia genética (distancia p no corregida por pares) de otras especies del linaje Duovox de Engystomops de al menos 6.5% (E. puyango) en fragmentos de secuencias de ADN mitocondrial 12S y 16S alineadas. Targueta et al. (2012) describieron su cariotipo (2n = 20). Narváez y Ron (2013) hipotetizaron que la amplitud del nicho dietético está correlacionada con la presencia de dientes en Engystomops. Engystomops pustulatus tiene dientes y tiene una dieta más generalista que las especies especialistas en termitas y hormigas E. pustulosus, E. petersi y E. freibergi, que carecen de dientes.

Engystomops pustulatus se caracteriza por tener la piel del dorso altamente tubercular, con tubérculos alargados en la región escapular formando una forma de V invertida; el vientre es liso; hay una hilera alargada de glándulas en el flanco; el hocico es redondeado; el canthus rostralis es visible; hay un anillo timpánico redondeado, about la mitad del diámetro del ojo; están presentes dientes maxilares y premaxilares; carece de dientes vomerinos; los dedos no tienen discos digitales expandidos ni membranas interdigitales; el Dedo II es más largo que el I; carece de tubérculo tarsal; hay pequeños tubérculos metatarsianos, el interno siendo un poco más grande que el externo.

Esta descripción se basa en un individuo (serie CJ 10042) de Salango, Provincia de Manabí, en el Estadio 25. Fue colectado por Luis A. Coloma, Chauna Schuette, Patricio Vargas Mena y Mark Wanner el 14 de febrero de 2019. Tiene una longitud corporal de 6.3 mm y una longitud total de 18.5 mm. El cuerpo es ovoide y deprimido, más ancho anteriormente que posteriormente, con una anchura que supera su profundidad. El hocico es redondeado pero ligeramente puntiagudo en vista dorsal y redondeado en vista lateral, y los ojos están dirigidos dorsolateralmente. El espiráculo es sinistral, con la pared interna libre del cuerpo y su abertura dirigida posteriormente. El tubo ventral es medial. El disco oral tiene una posición anteroventral. La cola constituye approximately 66% de la longitud total, alcanzando su profundidad máxima en el segundo tercio de su longitud y terminando en una punta agudamente redondeada. La aleta dorsal no se extiende sobre el cuerpo, manteniendo una profundidad relativamente constante a lo largo de la cola, con el point más profundo alrededor de la mitad de la longitud, adelgazándose gradualmente hacia el final. La aleta ventral, más delgada que la aleta dorsal, mantiene una profundidad más o menos constante a lo largo de la cola, adelgazándose gradualmente hacia el final. La musculatura caudal es más profunda en su parte anterior. Dorsalmente, el renacuajo muestra motas marrones y doradas, mientras que ventralmente, la piel es translúcida con motas plateadas ventrolateralmente, revelando órganos visibles. La cola tiene abundantes motas marrones; hay pequeñas motas blancas en los márgenes de las aletas. El iris muestra una mezcla de tonos negros y dorados con un toque de rosa.