Giganotosaurus zählt zu den größten bekannten Theropoden. Das gefundene Skelett (Holotyp) ist zu etwa 70 % überliefert. Die Längenschätzungen belaufen sich auf 12,2 bis 13 Meter, während sich das Gewicht in den meisten Studien auf 6 bis 7 Tonnen beläuft.Die Zahnreihe im Oberkiefer misst ca. 92 Zentimeter in der Länge, der Oberschenkelknochen 136,5 Zentimeter. Der Schädel dieses Skeletts ist zu 80 % überliefert; Längenschätzungen variieren von 1,53 bis 1,56 Meter. Eine aktuelle Studie gibt jedoch an, dass diese Schätzungen vermutlich zu hoch sind und dass der Schädel lediglich ebensolang war wie der des Tyrannosaurus.
Im Vergleich mit Tyrannosaurus waren die Knochen von Giganotosaurus insgesamt robuster.Die Zähne waren kürzer, im Querschnitt ovaler und in ihrer Größe weniger variabel als die von Tyrannosaurus. Jack Horner vermutet, dass sie an das Schneiden von Fleisch angepasst waren, während die runden Zähne von Tyrannosaurus mehr zum Durchbeißen von Knochen geeignet waren.Von anderen Theropoden unterscheidet sich Giganotosaurus unter anderem durch den relativ tiefen Oberkieferknochen (Maxilla), dessen Ober- und Unterkante annähernd parallel zueinander verlaufen. Zudem zeigt das Quadratum zwei pneumatische Öffnungen (Foramina). Der Unterkiefer (Mandibula) zeigt am vorderen Ende eine ventrale, nach unten zeigende Spitze; ein Merkmal, das ansonsten nur von Piatnitzkysaurus bekannt ist. Die Symphysis ist der tiefste Teil des Dentales. Weitere einzigartige Merkmale wurden aus dem Bereich des Hirnschädels beschrieben.Eine biomechanische Studie von Blanco und Mazzetta (2001) schätzt die Maximalgeschwindigkeit, die das Tier beim Laufen erreichen konnte, auf 14 Meter pro Sekunde (50 km/h). Diese Berechnung basiert auf der Annahme, dass ein Tier nur so schnell laufen kann, dass die Aufrechterhaltung des Körpergleichgewichts gegeben ist. Bei größeren Geschwindigkeiten wäre die Gefahr eines Sturzes gegeben, der bei sehr großen Tieren aufgrund des kleineren Verhältnisses zwischen Körperoberfläche und -volumen mitunter tödlich enden kann; so haben große Tiere im Verhältnis deutlich weniger Körperoberfläche, um ihre Körpermasse bei einem Sturz abzufedern.
Der Hirnschädel des gefundenen Skelettes ist nahezu vollständig erhalten, was eine Rekonstruktion der Größe und Form des Gehirns ermöglicht. Das Gehirn war mit 27,5 Zentimeter relativ lang, mit maximal 7,7 Zentimeter Breite jedoch schmal. Das Volumen wird auf 275 Kubikzentimeter geschätzt. Damit war das Gehirn deutlich kleiner als das der Coelurosaurier, wie beispielsweise Tyrannosaurus.Der Giganotosaurier war ein großer Theropode zusammen mitSpinosaurus,dem Baryonyx und dem T-Rex.