异特龙的头颅骨是由个别的骨头组成，而骨头之间有可活动的关节。例如下颠的前半部与后半部可往外弯曲，增加骨头间的空隙，因此可以吞下较大的食物。
壳骨之可能有类的。
骨骸
异特龙的骨骼重建，位于圣地亚哥自然历史博物馆。
异特龙拥有9节颈椎、14节背椎、5节支撑臀部的荐椎。尾椎的数量不明，可能随着个体大小而不同；詹姆斯·麦迪逊估计异特龙有接近50节尾椎，而葛瑞格利·保罗认为这个数量过多，提出应该不超过45节。颈椎与前段背椎有中空区域，这种空间也可见于现代鸟类，被认为具有类似鸟类的气囊系统，使用于呼吸作用上。异特龙的肋骨宽广，形成桶状胸腔，与较原始的兽脚类（例如角鼻龙）不同。异特龙也具有腹肋，但不常被发现，可能有稍微的骨化。在一个已公布标本中，这些腹肋被发现生前曾受过伤。有一个叉骨被保存下来，但直到1996年才被确认出来；在一些案例中，叉骨与腹肋则被混淆。
主要的臀部骨头肠骨巨大，
耻骨有个明显的尾端，可能作肌附，以及身体躺在地面时的支撑物。
在1976年，麦迪逊发现克利夫兰劳埃德恐龙采石场所发现的异特龙化石，有接近一半个体的2个耻骨上端，并未互相固定。由于这个特征与体型无关，因此麦迪逊认为这是种两性异形，雌性个体的耻骨上端没有互相固定着，可使产卵时更为顺利。然而，这个理论并未引起进一步的讨论。
指爪
与后肢相比，异特龙的前肢相当短，约是后肢长度的35%。每个手部具有3根手指，以及大型、大幅弯曲的指爪。异特龙的前肢强壮，与其他的兽脚类恐龙相比，它们的前肢适合抓握一定距离内的猎物，或是将猎物拉近。前臂稍短于上臂，肱骨与尺骨的比例为1：1.2。手腕具有类似半新月形的腕骨，手盗龙类的腕骨更为接近半新月形。异特龙的3根手指中，内侧第一根手指是最长的。指爪的状态显示手指可能是用来钩住东西。
与暴龙科相比，异特龙的腿部较短，不像暴龙科适合奔跑，而且趾爪较原始，类似早期兽脚类恐龙的蹄状趾爪。每个脚部具有3个巨大趾爪，可以承受它们的巨大重量.第四祉萎缩成为上爪，麦迪逊认为幼年个体的上爪具有挖握功能。异特龙被认为具有残余的第五跖骨，可能作为跟腱与脚部的夹层使用。
智商
通过研究遗骸，我们了解到，许多恐龙身体庞大，但不意味着它们很聪明。马门溪龙活着的时候约有四五十吨重，而脑子重量只有500克左右。又如剑龙，它的身躯有大象那么大，而脑子却小得如约100克的核桃。异特龙也长着庞大的身体，但据推测，它的大脑可能与一只猫的大脑大小差不多，所以它使人觉得它是四肢发达，但是头脑不可能很聪明的动物。
发现和命名
早在1869年，科罗拉多州格兰比郡附近的中央公园当地居民将一个恐龙化石误认为是一个“马蹄化石”，并交给了费迪南德·范迪威尔·海登（Ferdinand Vandiveer Hayden）；该地可能属于莫里逊组。海登将这标本交给约瑟夫·莱迪（Joseph Leidy），莱迪发现这个“马蹄化石”其实是半节尾椎骨。约瑟夫·莱迪起初暂时将它归类为欧洲杂肋龙的一个种（Poicilopleumdon valens），后来将它建立为一个新的属，腔躯龙（Antmdemus）。
异特龙的原型标本（编号YPM1930）被发现于科罗拉多州卡农城北方的花园公园，由一小群破碎骨头所构成，包含3节脊椎、1个肋骨碎片1颗牙齿、1个祉骨以及右肱骨主干部分；而右肱骨最常被后来的研究提及。1877年，奥塞内尔·查利斯·马什（Othniel Charles Marsh）根据这些化石，把这种生物定名为异特龙，并把其模式种正式命名为脆弱异特龙（Allosaurus fragilis）。种名fragilis来自拉丁语，意即“脆弱的”，是指它们的脊椎骨很轻盈。
在18世纪后期的化石战争期间，马什与爱德华·德林克·科普（Edward Drinker Cope）之间有过激烈的竞争。两人曾根据许多零散、相似的化石建立了数个属，但之后被证明属于异特龙，使得异特龙的发现与早期研究非常复杂。两人所建立的名称包含马什命名的Creosaurus（意为“肌肉蜴”）、Labrosaurus（意为“贪吃的蜴”）以及科普命名的Epanterias（意为“拱起的”）。
在竞争的过程中，科普与马什并没有持续地进行他们与他们下属的挖掘工作。举例而言，班杰明·福兰克林·马奇（Benjamin Franklin Mudge）在科罗拉多州花园公园发现异特龙的原型标本后，马什便转向怀俄明州进行新的挖掘工作；而在1883年，M.P.Felch重新开始花园公园的挖掘工作后，却发现了一个几乎完整的异特龙化石，以及数个部分骨骸。另外，科普的一个挖掘工人H.F.Hubbell，在1879年于怀俄明州的科摩崖发现了一个异特龙标本（编号AMNH5753），但他没有提到化石的完整程度，所以科普从未看过这个化石。在1903年，科普死后数年，这个标本被发现是当时最完整的兽脚类恐龙之一，并在1908年开始展览。在一个由查尔斯·耐特（Charles R.Knight）所绘制的图画中，编号AMNH5753的异特龙跨越在一只迷惑龙身上，吞食着迷惑龙的尸体。虽然这是第一次将兽脚类恐龙描绘成站立姿态，但当时并没有科学证据可以支持。
异特龙名称的重复使得研究变得复杂， 科的而化。
在当时便有一些科学家，例如塞缪尔·
温德尔·威利斯顿（Samuel Wendell Williston），提出有太多相关名称被重复建立。在1901年，威利斯顿便指出马什自己也无法分辨出异特龙与Cmo—saurus的差异。查尔斯·怀特尼·吉尔摩尔（CharlesW.Gilmore）在1920年尝试将这些复杂的名称整理归类。吉尔摩尔认为莱迪用来命名腔躯龙的尾椎，其实跟异特龙的尾椎一样；因为腔躯龙较早命名，所以取代异特龙。在接下来的50年，腔躯龙取代异特龙，成为正式的名称。腔躯龙目前为非正式的用法，只用来区分吉尔摩尔与麦迪逊两人重建的不同形态头颅骨。
早在1927年开始，犹他州艾麦里县的克利夫兰劳埃德恐龙采石场便有了零散的发现，威廉·斯托克斯（WilliamJ.Stokes）在1945年于《科学》杂志描述了这个采石场，但直到1960年代，才开始了大型的挖掘计划。在1960年到1965年期间，在接近40个机构的合力挖掘之下，该采石场出土了数千块骨头。克利夫兰劳埃德采石场之所以著名，原因包含大部分骨头都属于脆弱异特龙，例如在2006年，73个出土的恐龙个体中，至少有46个属于脆弱异特龙；这些化石不呈天然状态，而且互相混合；将近有10多个科学研究讨论了该地点的化石埋葬状况，形成不同、互相矛盾的解释。对于该地的成因，包含大群动物深陷在泥泞之中干旱导致大群动物困在水洼之中。无论正确的成因为何，当地发现的大量异特龙化石使得科学家可以详细地研究它们，使得异特龙成为了解最多的兽脚类恐龙之一。该地所出土的异特龙化石几乎包含各种年龄与大4、，身长在1—12米。
生长模式
异特龙的大量化石几乎涵盖了所有的年龄层，这使得科学家们可以研究异特龙的生长模式与年龄上限。在科罗拉多州发现的一堆压碎的蛋化石，可能属于异特龙，这是目前所发现最年幼的异特龙化石。根据四肢骨头的组织学分析，异特龙的年龄上限为22岁到28岁，相当于其他大型兽脚类恐龙（例如暴龙）。异特龙的最高生长率大约发生在15岁时，一年可以增加148千克的体重。