Od przodu znajdował się zaokrąglony, spłaszczony dziób, który za życia pokrywała keratyna. Nozdrza kierowały się do góry. Kość nosowa przyjmowała kształt cienkiego paska sięgającego do góry ponad oczodoły. Zewnętrzna średnica pierścieni sklerotycznych była niewielka w porównaniu z wielkością czaszki, mierząc 8,4 cm. Dolne okna skroniowe, otwory leżące za oczami, były częściowo zamknięte kośćmi jarzmowymi, podobnie jak u gallimima. Zęby nie występowały, a szczęka i żuchwa kierowały się w dół. Bardzo masywna i głęboka wydawała się żuchwa w porównaniu ze szczęką, niższą i smuklejszą. Względna wielkość żuchwy bliższa była tyranozaurom niż innym ornitomimozaurom. Pysk cechował się liściastym kształtem. Mierzył 25 cm szerokości, będąc szerszy niż sklepienie czaszki. Kształtem pyska deinocheir przypominał więc hadrozaury.