Wewnątrz kości łzowych znajdowały się wgłębienia mogące mieścić gruczoły, takie jak gruczoły solne. Kości szczękowe miały zatoki szczękowe wykształcone lepiej niż u bardziej bazalnych teropodów, takich jak ceratozaur czy marszozaur. Może to mieć związek ze zmysłem węchu; możliwe, że allozaur był wyposażony w narząd przypominający narząd Jacobsona. Szczyt czaszki był cienki, prawdopodobnie w celu poprawienia termoregulacji mózgu. Czaszka i żuchwa miały stawy pozwalające na ruch kości. Kości przedniej i tylnej połowy żuchwy łączyły się z sobą luźno, umożliwiając szczękom wyginanie się na zewnątrz i zwiększanie kąta ich rozwarcia. Nie można także wykluczyć obecności stawów w obrębie mózgoczaszki i kości czołowych.
thumb|left|Szkielet allozaura w San Diego Natural History Museum
Szkielet pozaczaszkowy Szyja allozaura składała się z dziewięciu kręgów, grzbiet z czternastu, a kość krzyżowa, wspierająca biodra – z pięciu. Liczba kręgów ogonowych jest nieznana i zależna od rozmiarów osobnika;