Czaszka holotypu Guarinisuchus jest niemal kompletna – brakuje jedynie prawej kości kwadratowej oraz kości kwadratowo-jarzmowej. Mierzy ona około 525 mm długości i 160 mm szerokości w najszerszym punkcie, na wysokości kości kwadratowo-jarzmowych, co pozwala oszacować długość całego osobnika na trzy metry. Wskazuje to, że Guarinisuchus był mniejszy od większości innych przedstawicieli Dyrosauridae. W szczęce Guarinisuchus znajdowało się prawdopodobnie 17–18 zębów, z czego 14 przypada na region przedoczodołowy. Liczba zębów znajdujących się w żuchwie jest szacowana na podobną. Zęby były stosunkowo długie.
Przeprowadzona przez Barbosę i współpracowników analiza filogenetyczna wykazała, że najbliższymi krewnymi Guarinisuchus są paleoceńskie formy afrykańskie: Arambourgisuchus i Rhabdognathus. Może to sugerować, że Dyrosauridae wyewoluowały w Afryce i jeszcze przed końcem kredy przekroczyły Ocean Atlantycki w kierunku zachodnim, docierając do terenów obecnego stanu Pernambuco w Brazylii, gdzie odległość pomiędzy Afryką a Ameryką Południową była i jest najmniejsza, a następnie zasiedlając Amerykę Północną i inne obszary Ameryki Południowej.