Budowa mały|lewo|Porównanie wielkości Lythronax do człowieka Kiedy ogłoszono odkrycie Lythronax, serwisy informacyjne podawały jego wymiary 7,3–8 m przy masie ok. 2,5 t. Dane te przygotowano w oparciu o porównanie do znacznie większego krewniaka – tyranozaura. M. Loewen stał na stanowisku, że Lythronax mógł osiągać jeszcze większe rozmiary. Amerykański paleontolog Gregory Paul w 2016 r. oszacował długość dinozaura na 5 metrów przy masie 0,5 t. Tego samego roku na podstawie analizy objętościowej rozmiary holotypu oszacowano na 6,8 m długości, 2,3 m wysokości w biodrach przy masie 1,4 t. Lythronax był więc względnie masywnym przedstawicielem tyranozaurów. Jak pozostali krewniacy posiadał dwie krótkie, dwupalczaste kończyny górne, duże kończyny tylne oraz masywną czaszkę zaopatrzoną w szerokie szczęki. Niewykluczone, że Lythronax, jak niektóre tyranozauroidy, miał protopióra. mały|Rekonstrukcja czaszki holotypu. Zaznaczona na szaro kość kwadratowo-jarzmowa zapożyczona została od Teratophoneus