Sisa-sisa fosil pertama yang diketahui adalah satu pasang lengan depan besar dan sisa-sisa beberapa tulang rusuk dan tulang belakang. Mereka ditemukan pada 9 Juli 1965 selama ekspedisi Polandia-Mongolia ke Gobi oleh Profesor Zofia Kielan-Jaworowska di situs Altan Ula III di Provinsi Ömnögovi. Kielan-Jaworowska diterbitkan find pada tahun 1966.

Deinocheirus disebut oleh Halszka Osmólska dan Ewa Roniewicz pada tahun 1970. Spesies jenis dan spesies hanya bernama adalah Deinocheirus mirificus. Nama generik berasal dari deinos Yunani (δεινός), yang berarti "mengerikan", dan cheir (χείρ), yang berarti "tangan". Nama spesifik, mirificus, berasal dari bahasa Latin, yang berarti "tidak biasa" atau "aneh," dan dipilih untuk "struktur yang tidak biasa dari forelimbs.

Tertinggi dikenal theropoda, lebih tinggi daripada predator kontemporer seperti Tarbosaurus.Though lengan Deinocheirus memiliki ukuran absolut yang cukup besar, menjadi terpanjang dari setiap theropoda dikenal dengan pengecualian Therizinosaurus, mereka tidak sangat lama relatif terhadap korset bahu, rasio menjadi kurang dari itu dengan sebagian besar ornithomimosaurus. Bahu-blade panjang dan sempit. Humerus relatif ramping. Ulna dan radius juga sedang memanjang dan tidak terlalu tegas terhubung satu sama lain dalam sebuah syndesmosis. Metakarpus ini panjang dibandingkan dengan jari-jari. Tangan memiliki mobilitas yang baik relatif terhadap lengan bawah tetapi hanya mampu gerakan melenturkan terbatas, tidak dapat menutup dalam menangkap. Jari-jari sekitar sama panjang satu sama lain, yang pertama adalah paling gemuk dan yang kedua terpanjang. Hanya cakar dari jari kedua kiri telah diawetkan secara keseluruhan; itu memiliki diameter 196 milimeter dan panjang di sepanjang lengkungan luarnya dari 323 milimeter.

Laporan dari spesimen baru, ketika mereka masih resmi belum terdeskripsikan, menunjukkan bahwa hewan memiliki punuk di punggungnya dan tengkorak yang dangkal menyerupai salib antara ornithomimosaur dan hadrosaur.In 2014, rekonstruksi baru berdasarkan dua hampir lengkap spesimen diterbitkan di Nature.It menunjukkan bipedal, relatif tegak-berjalan hewan, olahraga di duri saraf tinggi punggungnya sampai 8,5 kali tinggi centrum, hampir mencapai rasio tertinggi terlihat di Spinosaurus

Sebelum penerbitan rekonstruksi baru berdasarkan sisa-sisa kerangka yang hampir lengkap pada tahun 2014 yang menegaskan bahwa Deinocheirus memang ornithomimosaur besar, para ilmuwan tidak selalu setuju tentang penempatan Deinocheirus dalam Dinosauria. Sementara Kielan-Jaworowska awalnya ditugaskan menemukan ke Megalosauridae, Osmólska dan Roniewicz menciptakan sebuah keluarga baru bagi Deinocheirus, yang Deinocheiridae. Keluarga Deinocheiridae awalnya ditempatkan di infraorder Carnosauria, berkat "ukuran raksasa dan tulang tungkai berdinding tebal" tapi Osmólska dan Roniewicz juga berspekulasi bahwa itu mungkin "merupakan hubungan antara Carnosauria dan Coelurosauria". Dalam Carnosauria, keluarga Deinocheiridae itu ragu-ragu, "faute de mieux", ditugaskan untuk superfamili Megalosauroidea, pada dasarnya karena itu jelas tidak tyrannosauroid, yang telah sangat mengurangi lengan depan diberkahi dengan hanya dua jari yang sangat kecil.

Peter Makovicky et al. menunjukkan bahwa jika Deinocheirus adalah ornithomimosaur, itu adalah salah satu yang cukup primitif, karena tidak memiliki beberapa fitur yang biasanya terlihat pada ciri-ciri ornithomimosaurs.Basal termasuk cakar bengkok, rasio humerus / skapula rendah, kurangnya syndesmosis, posterior pendek proses coracoid dan panjang gabungan dari phalanx kedua dan ketiga jari ketiga yang lebih besar dari panjang phalanx ketiga. Yoshitsugu Kobayashi dan Rinchen Barsbold menambahkan Deinocheirus ke beberapa analisis cladistic terakhir theropoda dan tidak mampu untuk menyelesaikan hubungan yang tepat, tetapi mencatat beberapa dukungan untuk itu sebagai ornithomimosaur mungkin. Ciri-ciri yang diturunkan meliputi tangan pendek, sebuah Metakarpus datar dan perpanjangan relatif cakar.

Cladogram di bawah berikut analisis oleh Yuong-Nam Lee, Rinchen Barsbold, Philip J. Currie, Yoshitsugu Kobayashi, Hang-Jae Lee, Pascal Godefroit, François Escuillié & Tsogtbaatar Chinzorig (2014).

The paleobiologi dari Deinocheirus telah baik dibahas selama beberapa tahun terakhir, terutama dalam deskripsi materi baru dari genus. Deinocheirus adalah mungkin sebuah megaomnivore atas dasar gastroliths diawetkan dalam rongga perut, dan juga sebagai paruh keratinous, ikan tetap dalam perutnya, dan dentary downturned. Deinocheirus kemungkinan diurnal, seperti yang ditunjukkan oleh ukuran cincin sklerotik yang dibandingkan dengan orbitnya.

Awal bekerja umumnya dibayangkan Deinocheirus sebagai karnivora yang digunakan lengan depan yang panjang "dalam merobek mati atau lemah gesit mangsa terbelah" .David Lambert mendukung pandangan ini, menggambarkan tangan mencakar dari Deinocheirus sebagai "senjata mengerikan untuk menyerang dinosaurus hampir ukuran ... mampu merobek perut lunak yang sauropod ini ". GS Paul tidak setuju, menunjukkan bahwa cakar terlalu tumpul untuk membunuh tapi pasti baik weapons.The defensif ahli paleontologi Rusia Rozhdestvensky membandingkan forelimbs Deinocheirus ke sloth, memimpin dia untuk berhipotesis bahwa Deinocheirus adalah dinosaurus pendakian khusus, yang makan buah-buahan dan daun dan mungkin juga telur dan setiap binatang kecil yang ditemukan di pohon-pohon. Rozhdestvensky membayangkan Deinocheirus dengan batang dan hindlimbs tidak lebih dari forelimbs, tetapi tidak ada bukti kuat untuk ini dan hipotesis pendakian belum menerima banyak dukungan dari ilmuwan lain.

Paulus pada tahun 1988 menyarankan gaya hidup herbivora untuk Deinocheirus. Ini berbagi habitat dengan beberapa raksasa lainnya, 9-13 meter panjang, herbivora ditemukan di Formasi Nemegt, seperti titanosaur sauropod kecil Opisthocoelicaudia, para hadrosauria Saurolophus dan Barsboldia, dan aneh bahkan lebih lama-mencakar Therizinosaurus. Mencoba untuk menentukan niche masing-masing untuk hewan-hewan ini Senter & Robins menyimpulkan bahwa Deinocheirus karena tinggi pinggul memiliki terbesar kisaran makan vertikal dari mereka semua, yang mengkhususkan diri dalam makan foliage.Paul tinggi pada tahun 1988 telah diusulkan itu akan digunakan leher panjang untuk mencapai ke pohon dan merobek daun, lengan membantu dalam merobohkan branches.The batu fasies pembentukan Nemegt menunjukkan adanya aliran dan sungai saluran, lumpur, dan danau dangkal. Sedimen juga menunjukkan bahwa terdapat habitat yang kaya, menawarkan beragam makanan dalam jumlah berlimpah yang bisa mempertahankan dinosaurus Cretaceous besar.

Baru-baru ini, itu adalah hipotesis bahwa Deinocheirus sebenarnya omnivora. Materi baru itu dijelaskan dalam 2014 termasuk isi perut, serta gastroliths yang akan dibantu dengan pencernaan. Lee et al. menemukan bahwa rasio massa gastrolith terhadap total berat badan, 0,0022, adalah mendukung gastroliths yang digunakan untuk menggiling up tumbuhan dan hewan bahan lebih keras, di sebuah pabrik lambung. Juga mendukung diet omnivora yang fakta bahwa Deinocheirus adalah ompong, dan sebaliknya memiliki rhamphotheca atau paruh, sebuah dentary downturned, rahang edentulous, sebuah dentary berbentuk U, dan punggung dentary cembung. Ikan rusuk dan skala menunjukkan bahwa Deinocheirus tidak herbivora, setidaknya kadang-kadang memakan hewan lain. Cakar tidak ditemukan senjata, bukannya mungkin digunakan untuk menggali dan mengumpulkan tanaman.

Lee et al. mengidentifikasi bahwa Deinocheirus tidak pasti akan memiliki kekuatan gigitan yang kuat, tidak seperti tyrannosaurids kontemporer. Gigi dan tengkorak dari Deinocheirus kemungkinan besar berevolusi untuk tanam tanaman understory lembut di sepanjang tepi sungai. Anatomi rahang bawah berbentuk untuk lidah besar, yang kemungkinan besar akan membantu dalam menggenggam dan memanipulasi makanan yang dikonsumsi oleh Deinocheirus.

Deinocheirus mirificus, memiliki lubang abnormal, alur dan tuberkel pada pertama dan kedua ruas jari kedua kiri yang mungkin merupakan hasil dari luka pada sendi antara dua tulang.

Pada 2012, Phil R. Bell, Philip J. Currie, dan Yuong-Nam Lee mengidentifikasi tanda predasi dari spesimen dari Deinocheirus. Bekas gigitan dari Tarbosaurus ditemukan di Gastralium (tulang rusuk yang lebih rendah) dari Deinocheirus. Ukuran dan bentuk dari tanda yang dibuat oleh gigi cocok Tarbosaurus lebih dari tyrannosaurus lainnya dari daerah, sehingga diasumsikan bahwa itu adalah apa menggigit Deinocheirus. Lima jenis tanda dianalisis, tusukan, gouges, striae, gigi fragmentaris, dan kombinasi dari tanda di atas. Karena hanya 2% dari semua trans makan theropoda adalah bekas gigitan, dan sebagai tanda yang ditemukan pada spesies langka, identifikasi patologi sangat penting.