Czaszka Holotypowa czaszka Livyatan ma 3 m długości. Jak inne drapieżne kaszaloty, Livyatan miał szeroką przerwę między dołami skroniowymi po bokach czaszki i wyrostkiem jarzmowym kości skroniowej na przedzie czaszki, co wskazuje na dużą przestrzeń, którą za życia wypełniał silny mięsień skroniowy, najsilniejszy z mięśni między czaszką a żuchwą. Pysk był dobrze zbudowany, gruby, względnie mały, co pozwalało na zamknięcie i lepsze uchwycenie szamocącej się zdobyczy. Prawa i lewa kość przedszczękowa prawdopodobnie nie krzyżowały się na szczycie pyska, chociaż kości te budują większą część przedniego końca pyska. W przeciwieństwie do dzisiejszego kaszalota kości przedszczękowe sięgały boków pyska. Szczęka była gruba, szczególnie w połowie drogi od pyska. Pysk opisywano jako asymetryczny, z prawą kością szczękową nieznacznie wypukłą i lewą lekko wklęsłą ku tyłowi. Lemiesz osiągał koniuszek pyska, był nieco wklęsły, coraz cieńszy z tyłu ku przodowi. Nagłe pogrubienie w środkowej lewej części lemiesza może wskazywać na położenie mięśni nosowych. Każda kość zębowa żuchwy była wyższa niż szersza, a dzieliła je luka większa niż u kaszalota spermacetowego. Spojenie żuchwy łączące obie jej połówki pośrodku żuchwy nie zrosło się.