Budowa thumb|Porównanie wielkości gallimima i człowieka Gallimimus jest największym znanym przedstawicielem rodziny ornitomimów. Holotyp będący dorosłym osobnikiem (okaz IGM 100/11) mierzył około 6 m długości oraz 1,9 m wysokości w biodrach. Jego czaszka mierzyła 330 mm długości, a kość udowa miała 660 mm. Masę ciała zwierzęcia szacuje się na 440 kg. Dla porównania osobnik młodociany ZPAL MgD-I/94 mierzył około 2,15 m długości, 0,79 m wysokości w biodrach i ważył około 26 kg. W oparciu o skamieniałości blisko spokrewnionego ornitomima wiadomo, że ornitomimozaury były upierzone. Osobniki dorosłe miały przypominające skrzydła struktury, na co wskazuje obecność pozostałości po wypustkach na kości łokciowej. Za życia wyrastały w tym miejscu lotki.
Czaszka thumb|left|Rekonstrukcja głowy i szyi, Muzeum Historii Naturalnej w Londynie W porównaniu z kręgosłupem głowa gallimima była bardzo mała i lekka. Dzięki długiemu pyskowi czaszka gallimima była dłuższa niż u innych ornitomimów, a pysk cechował się łagodnie opadającym górnym profilem;