Il Gallimimus poteva raggiungere dai 6 fino anche agli 8 metri di lunghezza negli esemplari adulti, rendendolo in assoluto il più grande dinosauro della famiglia dei ornithomimosauri.
Il suo peso si aggirava intorno ai 400 kg. Era un corridore molto veloce. Le gambe erano piuttosto lunghe, liscie e snelle ed il corpo era snello e non molto pesante, grazie alle sue ossa cave, molto sottili fino anche a pochi millimetri di spessore (per esempio le ossa della mascella). Queste caratteristiche ed il fatto che il Gallimimus era un teropode, cioè correva su due gambe, rendevano la struttura corporea di questo dinosauro particolarmente adatta alla corsa, trasformandolo con molta probabilità in uno dei dinosauri più veloci in assoluto, con una velocità molto simile a quella di un ghepardo moderno.
Grazie ad una velocità di 60 km/orari, forse anche di 70 km/orari, il Gallimimo avrebbe facilmente vinto il confronto con il Velociraptor, in grado di raggiungere al massimo i 36 km orari (Scheda Velociraptor).
Il Gallimimus aveva un collo molto più lungo di qualsiasi altro dinosauro teropode. La testa era molto piccola, in proporzione al resto del corpo, anche se la dimensione del suo cervello era piuttosto grande per un dinosauro della sua taglia. A differenza di altri teropodi, il Gallimimo non aveva denti. Il becco, lungo e corneale, era infatti sdentato, con una scanalatura nella parte inferiore ed una forma simile ad una sorta di pala. Gli occhi erano grandi e posizionati ai lati della testa, impedendo una visione binocolare e riducendo la percezione della profondità. Aveva braccia molto lunghe, mani corte da cui partivano tre dita dotate di artigli. La sua coda era lunga e forte e funzionava come una sorta di stabilizzatore per controbilanciare il peso quando il Gallimimo correva veloce. Se da un lato, il fatto di avere ossa cave e leggere lo aiutavano dandogli velocità e agilità, dall’altro gli toglievano anche forza.
