Ciężko zbudowana czaszka Catopsbaatar cechowała się szerokimi brzegami. Była krótsza pośrodkowo niż po bokach, jako że grzebień karkowy na tyle głowy zakrzywiał się do środka, tworząc wcięcie na tylnym brzegu czaszki. Łuki skroniowe były silnie poszerzone ku bokom. Szerokość czaszki w płaszczyźnie przechodzącej przez łuki jarzmowe osiągała 85% jej długości. Przednia część oczodołów była przesunięta bardziej w tył niż u innych Djadochtatheriidae, skutkując bardziej wydłużonym pyskiem (65% długości czaszki) i niewielkimi oczodołami. Kość przedszczękowa rozciągała się na mniej niż ⅔ długości pyska przed oczami, będąc krótsza niż u Kryptobaatar. Tworzyła część twarzy i podniebienia. Djadochtatheriidae miały grzebień przedszczękowy na granicy między tymi dwoma częściami, widoczny przy oglądaniu czaszki od spodu. Podniebienna część kości przedszczękowej była wklęsła, zawierała wiele losowo ułożonych otworów odżywczych. Kość nosowa budowała górną część pyska. Była względnie szeroka, szersza ku tyłowi. Jej przedni skraj pokrywały nieregularnie rozmieszczone otwory na naczynia.