Medía alrededor de 1.8 metros de longitud y pesaba unos 15 kilogramos. Era uno de los dinosaurio más rápidos e inteligentes. Avanzaba a grandes saltos como un canguro, impulsándose con sus fuertes cuartos traseros. Tenía los huesos ligeros y las patas traseras largas, con lo que a la carrera superaba a otros dinosaurios. Cuando corría, no apoyaba las plantas de los pies, sino el empeine, para resguardar la temible arma de su segundo dedo, una garra en forma de hoz que utilizaba como una navaja automática para acuchillar a la presa.

Los expertos creen que cazaba en grupos. Cuando encontraba a un herbívoro joven pastando, el grupo se abalanzaba por sorpresa sobre él. Incluso un dinosaurio dos o tres veces mayor que él se debilitaría pronto por los cortes de tantas garras lacerantes. La víctima no podría librarse de sus veloces atacantes antes de desangrarse. Usaba los tres largos dedos provistos de garras de las patas delanteras como garfios para colgarse de su presa, mientras desgarraba la carne de ésta con las garras de las patas traseras. Los huesecillos redondeados de las muñecas le permitían sujetarse firmemente.

Seguramente también se colgaba de la cola para entorpecer a la presa. Ni siquiera los dinosaurios de pies ligeros estaban a salvo de este dinosaurio. Un cazador necesita sentidos muy agudos y permanecer alerta. Tenía muy buena vista para divisar el peligro y las presas más rápidas. Cuando divisaban una víctima, reaccionaban rápidamente y empleaba la caza. Con su terrible combinación de dientes y garras, eran rivales imbatibles para la mayoría de los herbívoros. La cola era larga y la mantenía erguida al correr. Los huesos de la punta eran delgados como varillas, mientras que junto al cuerpo eran mucho más flexibles. La cola equilibraba su cuerpo para que no tropezara cuando perseguía una presa.

Algunos expertos creen que la cola pudo servir para otra finalidad. Cuando corría tras una presa, debía estar en condiciones de cambiar de dirección bruscamente, sin detenerse. En efecto, echando la cola de golpe hacia un lado, conseguía girar con rapidez. Tenía el hocico largo y redondeado, y los músculos de las mandíbulas muy fuertes. Podía abrir mucho la boca y cerrarla con gran fuerza, mordiendo grandes trozos de carne de su víctima. Como otros carnívoros, tenía afilados dientes curvos, un poco inclinados hacía atrás, que se hundían como anclas en la carne, y el dinosaurio podía arrancarla. Se considera que este dinosaurio fue uno de los más emparentados con las aves.

Cuando se descubrió a este dinosaurio en 1914, algunos científicos creyeron que era un carnosaurio. Otros pesaron que podía tratarse de un celurosaurio. Medio siglo más tarde, cuando se descubrió al Deinonychus, un pariente suyo, los científicos decidieron que compartía características con este dinosaurio, el Velociraptor y algunos otros. Todos estos dinosaurios formas un grupo independiente que se llama dromeosáuridos, el cual les da el nombre este dinosaurio también.