Deinonychus fu uno dei predatori più pericolosi del Cretacico, estremamente agile ed efficiente nella caccia, in grado di riunirsi in branco, ideare una strategia di attacco e atterrare animali anche molto più grossi di lui.
Aveva zampe lunghe e coda rigida per controbilanciare il peso corporeo, denti acuminati e formidabili unghie sulle zampe posteriori. L’arma più terribile di questo dinosauro si trovava sul secondo dito del piede: un grande e affilato artiglio ricurvo a forma di falcetto, lungo circa 15 centimetri.
Durante la marcia e la corsa era tenuto sollevato, in modo da non toccare il suolo; ma quando l’animale sferrava un calcio e la zampa si estendeva, un tendine lo proiettava in avanti facendolo scattare come un coltello a serramanico. Le braccia, lunghe e artigliate, servivano a Deinonychus per aggrapparsi alla preda, e i polsi in grado di ruotare aiutavano a tenerla salda. Le zampe posteriori, che ricordano per certi versi quelle degli struzzi, sferravano calci, mentre gli artigli a falce squarciavano la vittima.
È probabile che questo dinosauro avesse la pelle coperta da qualche tipo di piumaggio.