Allosauruse aju, mis on tõlgendatud endokasti spiraalse CT-skaneeringu põhjal, oli rohkem kooskõlas krokodillide ajuga kui teiste elavate arkosauruste, lindude ajudega. Vestibulaarse aparaadi struktuur näitab, et kolju peeti peaaegu horisontaalselt, vastupidiselt tugevalt üles- või allapoole kallutatud. Sisemine kõrva struktuur oli sarnane krokodillide omaga ja seega oleks Allosaurus tõenäoliselt kuulnud madalamaid sagedusi kõige paremini ja oleks tal olnud probleeme peenete helidega. Lõhnapõhjud olid suured ja paistsid olevat hästi sobivad lõhnade avastamiseks, kuigi lõhnade hindamise ala oli suhteliselt väike. Küsimus: Mida tõestas vestibulaarne aparatuur Allosauruse kohta?
Pealuu oli peaaegu horisontaalne.