Figura. El cráneo de Velociraptor mongoliensis

El cráneo de Velociraptor mongoliensis era alargado, bajo y relativamente ligero, con un hocico estrecho y una órbita grande. Conservaba la arquitectura típica de un pequeño terópodo paraviano, con fenestra anteorbital, amplias aberturas temporales y huesos craneales delgados que reducían la masa. La región posterior alojaba un neurocráneo relativamente desarrollado, mientras la disposición de las órbitas y del aparato sensorial indica una importante dependencia de la visión y de la coordinación cefálica durante la captura de presas.

La dentición estaba formada por dientes recurvados, comprimidos lateralmente y serrados, adecuados para penetrar y cortar tejidos. Los dientes del maxilar y del dentario eran más pequeños que los de grandes terópodos como Tyrannosaurus rex, pero funcionaban eficazmente en una estrategia basada en mordidas repetidas, sujeción y desgarro. La mandíbula inferior era larga y relativamente delgada, con una fenestra mandibular externa bien desarrollada. La musculatura aductora permitía una mordida funcionalmente potente para su tamaño, aunque el cráneo no estaba especializado en triturar huesos.

Desde una perspectiva evolutiva, el cráneo de Velociraptor combina rasgos claramente depredadores con características más derivadas propias de Paraves. Mantiene una dentición carnívora funcional, pero presenta grandes órbitas, reducción relativa del rostro y una reorganización del neurocráneo que lo aproxima anatómicamente a otros maniraptores. Esta combinación demuestra la evolución en mosaico de los caracteres avianos: mientras algunos sistemas sensoriales y craneales ya mostraban transformaciones avanzadas, la boca seguía conservando una configuración depredadora ancestral basada en dientes serrados y mandíbulas activas.