Ilustración científica de Pachycephalosaurus wyomingensis.
El Pachycephalosaurus Wyomingensis era el más grande de los paquicefalosáuridos, "dinosaurios de cabeza gruesa", que presentaban tapas craneales extremadamente densas. La parte superior del cráneo de un Pachycephalosaurus podía tener hasta 23 centímetros de grosor, y gran parte del cráneo y el hocico también estaban cubiertos de pequeñas espinas óseas. El cráneo arqueado, característico del paquicefalosaurio, era tan robusto que se ha encontrado la parte craneal del fósil conservada mientras que el resto del esqueleto estaba degradado.
Algunos científicos creen que el cráneo recubierto del paquicefalosaurio permitía a estos animales librar batallas de dominación, posiblemente relacionadas con el apareamiento, al igual que las ovejas salvajes y otros animales modernos. Las cicatrices de los fósiles se han interpretado como una prueba a favor de esta hipótesis, aunque otras investigaciones no están de acuerdo: las vértebras del cuello del dinosaurio podrían no haber sido lo suficientemente fuertes como para soportar las colisiones sin romperse.
La cúpula craneal del paquicefalosaurio, al igual que los grandes cuernos y astas de algunos animales modernos, puede haber funcionado como una señal visual de los atributos reproductivos para las parejas potenciales.
Es probable que la dieta del paquicefalosaurio se basara en plantas rastreras, relativamente cercanas al suelo.