Vivieron a finales y a principios del período triasico y Jurásico, hace aproximadamente 200 y 190 millones de años, en el Sinemuriano y el Pliensbachiano, en lo que hoy es Norteamérica y Asia.
Dilophosaurus puede ser un miembro primitivo del grupo de origen de los ceratosaurianos y los tetanuros.
Los primeros especímenes fueron descritos en 1954, pero no fue hasta una década más tarde que el género recibió su nombre actual.
Dilophosaurus es uno de los terópodos jurásicos más antiguos conocidos, pero también uno menos comprendidos.
Dilophosaurus ha aparecido varias veces representado en la cultura popular, la más famosa es la imaginativa forma escupidora de veneno, algo imposible de comprobar a partir de los fósiles, que aparece en la película Jurassic Park 1993.
Dilophosaurus medía aproximadamente 7 metros de largo y 2,50 m de alto, con un peso estimado de 350 kg.
A diferencia de los terópodos posteriores, los dilofosaurios tenían las mandíbulas estrechas y débiles.
El cráneo presentaba dos crestas paralelas, las cuales presentaban diformismo sexual.
Los dilofosaurios presentaban un característico espacio después de la primera línea de dientes.
La característica más distintiva de Dilophosaurus es el par de crestas redondeadas en su cráneo, usado posiblemente para la exhibición. Estudios de Robert Gay demuestran que estas crestas pudieron haber sido más grandes en un sexo que en el otro.
Los dientes de Dilophosaurus son largos, pero tienen una base bastante pequeña y se amplían basalmente.
Otra característica del cráneo era una muesca detrás de la primera fila de dientes, dando a Dilophosaurus casi un aspecto de cocodrilo, similar a los dinosaurios supuestamente piscívoros espinosáuridos. Esta "diastema" existió debido una conexión débil entre los huesos premaxilares y maxilares del cráneo. Esta conformación llevó a la hipótesis temprana que Dilophosaurus era un carroñero, con los dientes delanteros siendo demasiado débiles derribar y sostener una presa grande.