[[Archivo:Deinonychus-scale.png|left|thumb|Comparación de tamaño de ''Deinonychus'' con un ser [[humano]].]]
Basado en los pocos ejemplares de maduración total,<ref name=Parsons&Parsons2009>{{cita publicación|apellido1=Parsons|nombre1=William L.|apellido2=Parsons|nombre2=Kristen M.|título=Further descriptions of the osteology of ''Deinonychus antirrhopus'' (Saurischia, Theropoda)|publicación=Bulletin of the Buffalo Society of Natural Sciences|fecha=2009|volumen=38|idioma=inglés}}</ref> ''Deinonychus'' podría alcanzar los 3,4 metros de largo, con un cráneo de alrededor de 410 [[milímetro]]s (16,1 pulgadas), una altura de 87 centímetros (1634,13 pulgadas) aunque hay una alta estimación de 100 kg (220 libras).<ref name=paul1988b>{{cita libro |apellido=Paul |nombre=Gregory Scott |año=1988 |título=Predatory Dinosaurs of the World |ubicación=Nueva York |editorial=Simon and Schuster |páginas=358, 366–369 |isbn=0-671-61946-2|idioma=inglés}}</ref><ref name=Campione_etal_2014>{{cita publicación|apellido1=Campione|nombre1=Nicolas E.|apellido2=Evans|nombre2=David C.|apellido3=Brown|nombre3=Caleb M.|apellido4=Carrano|nombre4=Matthew T.|título=Body mass estimation in non-avian bipeds using a theoretical conversion to quadruped stylopodial proportions|publicación=Methods in Ecology and Evolution|fecha=2014|volumen=5|issue=9|url=http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/2041-210X.12226/abstract|doi=10.1111/2041-210X.12226|páginas=913–923|idioma=inglés}}</ref> El cráneo estaba equipado con poderosas mandíbulas bordeadas de alrededor de setenta dientes como cuchillas curvas. Los estudios del cráneo han progresado mucho durante las últimas décadas. Ostrom lo reconstruyó a partir de ejemplares parciales preservados imperfectamente, describiéndolos como triangulares, amplios, y bastante similares a los del ''[[Allosaurus]]''. Material adicional del cráneo de ''Deinonychus'' y géneros estrechamente vinculados encontrados con una buena preservación tridimensional<ref name=MaxwellWitmer1996>{{cita publicación |apellido=Maxwell |nombre=W.D. |coautores=&Witmer, L.M. |año=1996 |título= New Material of ''Deinonychus'' (Dinosauria, Theropoda)|revista= Journal of Vertebrate Paleontology| volumen=16(3) |páginas=51A }}</ref> muestran que el paladar era más estrecho que lo que pensó Ostrom, haciendo el hocico más alargado, mientras que el [[yugal]], flanqueado por aberturas, daba una mayor visión estereoscópica. El cráneo de ''Deinonychus'' era diferente en la forma al de ''Velociraptor'', con una bóveda craneana como la de ''[[Dromaeosaurus]]'', y no tenía los nasales deprimidos de ''Velociraptor''.<ref name="Witmer96">{{Cita publicación |apellido=Witmer |nombre=Lawrence M. |apellido2=Maxwell |nombre2=William D. |año=1996 |título=The skull of ''Deinonychus'' (Dinosauria:Theropoda): New insights and implications |publicación=Journal of Vertebrate Paleontology |volumen=16 |issue=3 |páginas=73A |doi= |idioma=inglés}}</ref> En ''Deinonychus'' la [[ventana anteorbital]], una abertura del cráneo entre el ojo y las narinas, eran particularmente grandes.<ref name=MaxwellWitmer1996 />
[[Imagen:Deinonychus_ewilloughby.png|thumb|Recreación en vida]]
''Deinonychus'' poseía grandes "manos" ([[Manus (anatomía)|manus]]) con tres garras en cada pata delantera. El primer dígito era más corto y el segundo era más largo. Cada pata trasera llevaba una garra en forma de hoz en el segundo dígito, lo que probablemente fuese utilizada durante la depredación.<ref name=ostrom1969/>
