Koniec pyska był zaokrąglony, kości nosowe i ciemieniowe były zrośnięte około linii środkowej czaszki, jak u innych przedstawicieli Tyrannosauridae. Oczodół był bardziej okrągły niż owalny. Posiadał także guzy nad oczami zbudowane z kości łzowej, podobnie jak u albertozaura i daspletozaura. Gorgozaura odróżnia od tego pierwszego kształt kości dookoła puszki mózgowej. Zęby są typowe dla tyranozaurydów, występuje charakterystyczny heterodontyzm. Osiem przedszczękowych zębów jest mniejszych od pozostałych i są umiejscowione bardzo blisko siebie. W przekroju mają kształt litery "D". Wyjątkową cechą gorgozaura jest pierwszy ząb z kości szczękowej, ma bowiem ten sam kształt, co te znajdujące się na przedzie szczęk (na kościach przedszczękowych). Pozostałe zęby w przekroju są bardziej owalne w porównaniu do zębów innych tyranozaurów, u których mają one kształt bardziej sztyletowaty. Gorgosaurus miał od 26 do 30 zębów szczękowych (oraz 8 przedszczękowych) i 30 do 34 w żuchwie. Cecha ta zbliża go do Albertosaurus i Daspletosaurus. Tarbozaur i tyranozaur mają nieco inny układ zębów. Budową reszty ciała przypomina pozostałe tyranozaurydy. Miał silną szyję wygiętą w kształt litery "S". Przednie łapki są skarłowaciałe i mają tylko dwa palce, chociaż znane są osobniki z trzema kośćmi nadgarstka.