Kość kwadratowa, łącząca się z żuchwą poprzez staw swą dolną częścią, była pochylona, wobec czego staw żuchwowy pierwotny uległ był przemieszczeniu w tył względem kłykcia potylicznego. Prowadziło to także do poszerzenia podstawy bocznego okna skroniowego, dużego otworu leżącego za oczami.
Najbardziej wyróżniającą cechą ceratozaura był wydatny róg usytuowany na czaszce za nozdrzami, budowany przez połączone guzowatości obu kości nosowych. Znana jest jedynie kostna część rogu. U współcześnie żyjących zwierząt rogatych kość wspiera keratynową pochewkę. Podstawa rogu jest gładka, ale górne ⅔ pomarszczone i pokryte bruzdami, którymi za życia przebiegały naczynia krwionośne. W przypadku holotypu kostny róg mierzył 13 cm długości i 2 cm szerokości u podstawy, ale szybko zwężał się do 1,2 cm. Wysokość jego wynosiła 7 cm. Dłuższy i niższy był w czaszce MWC 1. Za rogiem nosowym kości nosowe tworzyły owalne wyżłobienie. Oba twory stanowią autapomorfie Ceratosaurus, pozwalające odróżnić go od spokrewnionych z nim rodzajów. Poza dużym rogiem na nosie Ceratosaurus posiadał mniejsze, półokrągłe przypominające rogi grzebienie naprzeciwko oczu, przypominające te obserwowane u Allosaurus. Budowały je kości łzowe. U osobników młodocianych wszystkie 3 rogi były mniejsze niż u dorosłych, a dwie połówki kostnego rogu nosowego nie były jeszcze połączone.