类似其他驰龙类，迅猛龙具有大型手部，在结构与灵活性上类似现代鸟类的翅膀骨头。手部有三根锋利且大幅弯曲的指爪，中间的指爪是当中最长的一根，而第一根指爪是最短的。迅猛龙的腕部骨头结构可以作出往内转、以及向内抓握的动作，而非向下抓握，非常灵巧。

如同其他的兽脚类恐龙，迅猛龙的第一根脚趾是小型的上爪。但与其它以三根脚趾行走的兽脚类恐龙相比，驰龙科如迅猛龙只依靠后肢的第三，四趾行走（驰龙类都是这样）。迅猛龙的第二脚趾可以向上收起离开地面，上有大型、镰刀状的趾爪，这是迅猛龙著名的重要原因，也是驰龙科与伤齿龙科的典型特征。这些趾爪的外缘长度可达65毫米，是可怕的攻击武器，可能用来撕开猎物。(但根据美国人的某模拟演示，基本排除了镰趾撕开猎物肌肉和皮肤的可能。推断此镰趾应是插入猎物的气管或者动脉来达到捕猎的目的，这一点已经被化石证明。)

迅猛龙尾椎上侧的前关节突，以及骨化的肌腱，使迅猛龙的尾巴僵硬。前关节突开始于第10节尾椎，往前突出，支撑后面4到10根其他的脊椎，数量依所在位置而定。这些结构使得整个尾巴在垂直方向几乎不能弯曲，但一个迅猛龙标本保存了完整的尾巴骨头，这些骨头以S状水平弯曲，显示尾巴在水平方向有良好的运动灵活性。这样的尾巴可以帮助迅猛龙在高速奔跑时保持平衡和灵活转向，也说明了迅猛龙是出色的奔跑者。

在2007年，古生物学家爱伦·特纳（Alan Turner）、彼得·马克维奇（Peter Makovicky）、马克·诺瑞尔（Mark Norell）以及他们的同僚宣称在一个来自于蒙古的迅猛龙化石的前臂发现了羽茎瘤（Quill knobs），确定迅猛龙具有羽毛。

美国自然历史博物馆的一支探险队于1922年在蒙古的戈壁沙漠中发现了第一个迅猛龙的化石标本；该标本（编号AMNH 6515）包含一个遭到压碎，但是完整的头颅骨，以及第二趾爪。两年后，该馆的科学家亨利·费尔德·奥斯本（Henry Fairfield Osborn）在确定该标本属于一种肉食性恐龙后，将它们命名为蒙古迅猛龙（V. mongoliensis ）；但奥斯本将该第二趾爪误认为来自于手部。迅猛龙的属名衍化自拉丁语，“velox”意为「快捷的」，“raptor”意为「强盗」或「盗贼」，意指迅猛龙善于奔跑的身体结构，以及肉食的食性；种名则是发现地蒙古为名。同一年稍早，奥斯本则在大众媒体上发表了一篇相关文章，并将它们取名为“Ovoraptor djadochtari”。但因为“Ovoraptor”并未在科学文献与相关的正式文件中被提到，因此该名称的状态为无资格名，而迅猛龙仍保有命名优先权。

第二次世界大战后的冷战期间，北美洲的挖掘团队被共产蒙古所驱离，而苏联和波兰的探险队与蒙古大学合作发现了许多迅猛龙化石标本，其中最著名的是在1971年由波兰与蒙古团队所发现的“搏斗中的恐龙”（编号GIN 100/25），该化石保存了了一只迅猛龙和一只原角龙搏斗的场景。这个标本被蒙古视为国家级的宝藏，但从2000年起，被外借给纽约市美国自然历史博物馆，以供一个暂时性的展览。

冷战后期以来，已有数个中国、美国、加拿大、蒙古等国家科学家所参与的科学考察队在中国和蒙古境内发现了多具迅猛龙化石。在1988到1990年间，一个中国与加拿大所组成的挖掘团队在中国北部发现了迅猛龙的化石。在1990年，一个美国自然历史博物馆与蒙古国科学院所组成的挖掘团队抵达戈壁沙漠，发现了数个保存良好的骨骸。

迄今为止，共有至少12具迅猛龙的骨骼化石被发现。迅猛龙的绝大多数标本发现于德加多克塔组（Djadochta Formation）地层中，该地层分布于蒙古的南戈壁省与中国的内蒙古；另外有一个来自于蒙古的标本，发现于稍年轻的巴鲁恩戈约特组（Barun Goyot Formation），可能属于蒙古迅猛龙。这两个地层的年代均为上白垩统坎潘阶，约8000万年前到7300万年前。

在德加多克塔组地层中，几乎每个著名且多产的挖掘地点都发现了蒙古迅猛龙的化石。蒙古伶盗龙的模式标本是在火焰崖（Flaming Cliffs）的挖掘地点所发现（该地也名为Bayn Dzak与Shabarakh Usu），而「搏斗中的恐龙」化石则是在图格里克（Tugrig ）挖掘地点所出土（又名Tugrugeen Shireh）。近年来，在中国内蒙古的Bayan Mandahu出土了许多蒙古迅猛龙化石，Bayan Mandahu属于德加多克塔组，是一个产量丰富的挖掘地点之一。巴鲁恩戈约特组的Khulsan与Khermeen Tsav也是著名的挖掘地点，出土了大量的相关化石，可能属于迅猛龙。

这些挖掘地点都处于干旱的环境中，布满沙丘，偶有间歇性的溪流，而巴鲁恩戈约特组的环境比年代较古老的德加多克塔组较为湿润。除了迅猛龙所猎食的原角龙以外，迅猛龙还与以下恐龙共同生存：基础角龙下目的安德萨角龙、甲龙科的绘龙、以及数种偷蛋龙科、伤齿龙科、与阿瓦拉慈龙科兽脚类恐龙。

迅猛龙在1924年首次被命名时，是被归类于恐龙中的暴龙科/暴龙超科/暴龙类/暴龙族/暴龙亚科；这是因为该时期的暴龙科与暴龙属，被当成「未分类物种集中地」，因此许多肉食性恐龙被归类于该科中，但彼此却无接近亲缘关系。随者更多恐龙化石的发现，迅猛龙后来被归类于驰龙科。

迅猛龙被归类于驰龙科中较为衍化的迅猛龙亚科。在种系发生学中，迅猛龙亚科通常被定义为：驰龙科中，较接近于迅猛龙，而离驰龙较远的所有成员。但驰龙科的分类是经常更改的。在最初建立的时候，迅猛龙亚科只包含迅猛龙一个成员。后来的研究则包含了其他属，通常为恐爪龙与伤齿龙。一个最近的亲缘分支分类法研究显示迅猛龙亚科是个单系群，包含：迅猛龙、恐爪龙、白魔龙、伤齿龙（但分类位置未确定）。

在过去，某些驰龙科的物种有时被归类于迅猛龙属中，例如平衡恐爪龙（Deinonychus antirrhopus）、蓝斯顿氏蜥鸟盗龙（Saurornitholestes langstoni）。因为迅猛龙较早命名，这些种被归类于迅猛龙属时，常被重新命名为平衡伶盗龙与蓝斯顿氏迅猛龙。迅猛龙中的已承认种仅有蒙古迅猛龙。

在2005年新发表的始祖鸟的标本（瑟马普利斯标本）中，发现了保存很好的第二脚趾，类似驰龙科，这可能说明始祖鸟类与迅猛龙有接近的亲缘关系。如果这样的亲缘关系被进一步证实，因为始祖鸟较早被命名，包括伶盗龙在内的迅猛龙亚科很有可能被改归类于始祖鸟科，属于始祖鸟纲。至少有一位科学家，将迅猛龙亚科归类于始祖鸟科，如果属实，这将使得迅猛龙成为一种无法飞行的大型始祖鸟科恐龙。

猎食行为：

发现于1971年的化石标本“搏斗中的恐龙”，保存了迅猛龙和原角龙搏斗的情形，这提供了迅猛龙是活跃的捕食者以及其捕食方式的直接证据。当这个标本被发现时，过去一度有假设认为这两只恐龙是被淹死的。但因为这个标本是在古代沙丘沉积物所发现的，所以看法是这两只动物是被掩埋在沙地中的，原因可能是沙丘倒塌，或者是沙尘暴。从两只动物的姿态显示，掩埋过程应该非常快速。原角龙的前肢与后肢都遗失了，可能是被其他食腐动物吞食了。

驰龙科的后肢第二趾上明显的镰刀状趾爪，传统上认为是用于切开猎物身体与挖去内脏的武器。在“搏斗中的恐龙”标本中，迅猛龙的镰刀状趾爪嵌入原角龙的喉咙中，而原角龙的喙嘴则夹住了迅猛龙的右前肢。这显示伶盗龙可能是用它们的镰刀状趾爪刺穿猎物喉咙的重要器官来杀死猎物，例如颈静脉、颈动脉，以及气管，而非割开猎物的腹部。伶盗龙爪的镰刀状趾爪内侧圆滑，并不锐利，并不适合用于切开、刺穿猎物腹部的坚固皮肤和肌肉。然而，只有发现镰刀状趾爪的骨质部分，这些趾爪在生前应该覆盖着角质鞘，所以还是有可能具有锐利的边缘，但无法长期保存锐利状态，原因是这些趾爪无法后缩以防止被磨损，也无法像猫一样磨利趾爪。在2005年，BBC的电视节目《恐龙凶面目》（The Truth About Killer Dinosaurs）测试迅猛龙的趾爪是否适合切开。该电视节目制作了一个迅猛龙后肢模型，并将一块猪腹肉作为测试用的猎物。虽然镰刀状趾爪刺穿了测试用的猪腹肉，但无法划开它们，显示伶盗龙的趾爪无法用来割下猎物的内脏。但由于其他科学家没有参考或重复这个实验，所以实验的结果无法被确定。

另一种和迅猛龙关系密切的恐龙，恐爪龙的化石通常是成群被发现的。此外，恐爪龙的化石偶尔与腱龙(一种大型草食恐龙)一起被发现，这样就说明恐爪龙很可能是团队合作狩猎的捕食者。唯一的驰龙科集体行动证据，是个发现于中国的足迹化石，共有六个大型动物所留下，但仍没有证据显示它们有集体猎食行为。不过，虽然在蒙古发现了许多迅猛龙和其他驰龙科的化石，但是没有发现过成群的化石，所以还没有化石证据可以证明迅猛龙是群体狩猎的。因此，伶盗龙也通常被认为是成群狩猎的捕食者，如同电影《侏罗纪公园》（Jurassic Park）所显示的，但没有足够证据支持驰龙科与迅猛龙有集体猎食行为。

迅猛龙是温血动物，因为迅猛龙猎食时必须消耗大量的能量。迅猛龙的身体覆盖着羽毛，而在现代的动物中，具有羽毛或毛皮的动物通常是温血动物，它们身上的羽毛或毛皮可以用来隔离热量。驰龙科与某些早期鸟类的骨头生长速率，与现代的哺乳类与鸟类相比，显示迅猛龙具有较为适中的新陈代谢率。纽西兰的奇异鸟在生理、羽毛形态、骨头结构、甚至于狭窄的鼻部结构，相当类似驰龙科；而鼻部结构经常是新陈代谢的关键指标。奇异鸟是种高度活跃、无法飞行的鸟类，并具有稳定的体温以及相当低的新陈代谢率，使奇异鸟成为原始鸟类与驰龙科的新陈代谢参考模型。

在驰龙科中，比伶盗龙原始的成员通常身体覆盖着羽毛，并具有完全发展的有羽毛前肢。而迅猛龙的祖先具有羽毛，可能拥有飞行能力，这使得古生物学家认为迅猛龙也具有羽毛，如同许多现代的无法飞行鸟类，仍保有身体上的羽毛。

过去长期以来，古生物学家认为迅猛龙具有羽毛，但没有证据可以证明。根据2007年9月份的《科学》杂志，古生物学家爱伦·特纳、彼得·马克维奇、马克·诺瑞尔，在一个发现自蒙古的迅猛龙化石（编号IGM 100/981，身长1.5公尺，体重15公斤）的前臂，发现了六个羽茎瘤。鸟类骨头上的的羽茎瘤可用来固定羽毛，而迅猛龙骨头上的羽茎瘤则明确显示迅猛龙也具有羽毛。

根据特纳等人的说法，并非所有史前鸟类的化石都发现了羽茎瘤，但没有发现羽茎瘤，不代表这些史前鸟类缺乏羽毛。羽茎瘤的发现显示迅猛龙拥有羽毛，而且应该是类似现代鸟类翅膀上的羽毛，包含羽轴与羽支所形成的羽片。这些研究人员并提出，迅猛龙的前臂具有14个次要羽毛，而始祖鸟具有至少12个次要羽毛，小盗龙具有18个，胁空鸟龙则具有10个。他们认为这些羽毛数量的不同，代表者这些动物与现代鸟类的差异程度。

特纳等人将伶盗龙的羽毛，视为大型、无法飞行的手盗龙类因为体型的增大，而在演化过程中失去羽毛的证据。特纳等人并发现，无法飞行鸟类几乎没有羽茎瘤，而伶盗龙的羽茎瘤则证明驰龙科的祖先应该可以飞行，但迅猛龙与其它大型的驰龙科后来却丧失了飞行能力；然而，驰龙科祖先的羽毛也可能具有其他功能，而非用来飞行。对于无法飞行的迅猛龙，伶盗龙的羽毛可能作为展示物用，或孵蛋时覆盖伶盗龙的蛋巢，或是在上坡奔跑时增加速度用。