Budowa thumb|left|Porównanie wielkości deinocheira i człowieka Deinocheirus był największym z ornitomimozaurów. Największy znany okaz mierzył do 11 m długości, a jego masę szacuje się na 6,36 tony. Dwa pozostałe znane okazy są mniejsze: holotyp o 6%, a najmniejszy, podrostek, o 74%. Gdy znano jedynie kończyny górne fragmentarycznego holotypu, różne metody szacowania przynosiły różne wyniki. Badanie z 2010 szacowało wysokość zwierzęcia na 3,3-3,6 m. Masę ciała szacowano wcześniej na od 2 do 12 ton. Porównanie łap z należącymi do tyranozauroidów sugerowało olbrzymie wręcz rozmiary, ponieważ członkowie tej ostatniej grupy cechowali się bardzo małymi w porównaniu z resztą ciała górnymi kończynami. thumb|Lewa kończyna górna i łopatka deinocheira (od góry: łopatka, widełki, kość ramienna, kość promieniowa, kość łokciowa, śródręcze, paliczki) Deinocheirus i Therizinosaurus miały najdłuższe kończyny górne ze wszystkich dwunożnych dinozaurów. Kończyny górne holotypu mierzyły 2,4 m długości, z czego kość ramienna osiągała 93,8 cm, kość łokciowa – 68,8 cm, a ręka – 77 cm, wliczając w to długie na 19,6 cm zakrzywione pazury. Scapulocoracoid obręczy barkowej mierzył 1,53 m długości. Każda z parzystych ceratobranchialia miała 42 cm. Łopatka była długa i wąska, występował silnie wyrażony trójkątny grzebień naramienno-piersiowy.