“搏斗中的恐龙”标本，目前在美国自然史博物馆展示中
猎食行为
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发现于1971年的化石标本“搏斗中的恐龙”，保存了伶盗龙和原角龙搏斗的情形，这提供了伶盗龙是活跃的捕食动物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[11]。但因为这个标本是在古代沙丘沉积物所发现的，所以目前的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[26]。在2011年，科学家比较恐龙、现代鸟类与爬行动物的巩膜环大小，提出伶盗龙是夜行性动物，而原角龙可能属于无定时活跃性的动物，觅食、移动行为跟白天黑夜没有正相关，只休息短暂时间。著名的原角龙、伶盗龙打斗化石，可能是发生在夜间或光线昏暗的清晨、黄昏[27]。
驰龙科的后肢第二趾有明显的镰刀状趾爪，传统上认为是用于切开猎物身体与挖去内脏的武器[28]。在“搏斗中的恐龙”标本中，伶盗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伶盗龙的右前肢。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，目前只有发现镰刀状趾爪的骨质部份，这些趾爪在生前应该覆盖者角质鞘，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[26]。在2005年，BBC的电视节目《恐龙凶面目》（The Truth About Killer Dinosaurs）测试伶盗龙的趾爪是否适合切开。该电视节目制作了一个伶盗龙后肢模型，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。
伶盗龙的头骨
恐爪龙是另一种和伶盗龙关系密切的恐龙，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动物[29][30]。目前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[31]。不过，虽然在蒙古发现了许多伶盗龙和其他驰龙科的化石，但是没有发现过成群的化石，所以目前还没有化石证据可以证明伶盗龙是群体狩猎的[23]。伶盗龙也通常被认为是成群狩猎的捕食动物，如同电影《侏罗纪公园》（Jurassic Park）所呈现的，但没有足够证据支持驰龙科与伶盗龙有集体猎食行为。驰龙类的集体猎食理论，是根据数个恐爪龙化石围绕在一个腱龙化石，目前还没有其他驰龙类被发现类似的化石证据[32]。
在2011年的一项恐爪龙下目趾爪研究，比对不同恐爪龙类、现代鸟类的脚掌结构、趾爪形状，根据这些现代鸟类的猎食行为，分析这群恐龙的压制猎物能力。这项研究认为伶盗龙等驰龙类可能以小型猎物为食。研究发现，许多掠食性现代鸟类也有大型第二趾爪，当它们猎食小型猎物时，会使用脚掌、趾爪将猎物固定在地面上，用体重施压于猎物，再用鸟喙吞食这些猎物，尤其是鹰科。这项研究推论驰龙类会以类似的方式捕抓、固定猎物，并开始吞食猎物的身体，直到猎物失血过多、失去生理机能。研究发现驰龙类的后肢、脚掌结构最类似鹰，也有大型第二趾爪、类似的脚掌抓取范围；驰龙类的跗跖骨短、脚掌力量，则比较类似猫头鹰。伶盗龙的颌部、前肢结构，也符合这项研究的结论。驰龙科的前肢强壮，但极可能覆盖者羽毛，它们吞食猎物时可能会将前肢张开，以伺机保持身体的平衡；尾巴也具有平衡身体的功能。驰龙科的颌部结构虚弱，可能主要用来吞食、撕咬猎物的肉体，而非以快速、强壮力量攻击猎物。研究人员推测，近鸟类可能共同拥有这些演化特征，而现代鸟类则继承这些特征[33]
食腐行为
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在2008年，巴音满都呼组发现一个带有齿痕的颌部骨头，周围环绕者零散的牙齿。2010年公布了相关研究，颌部骨头被认为来自于原角龙，零散牙齿被认为来自于伶盗龙[34]。研究提出这只伶盗龙是在原角龙被其他掠食动物杀死后，吞食其馀的尸体[34][35]。在2012年，一个伶盗龙标本被发现腹部有个长骨头，来自于神龙翼龙科，这也支持伶盗龙具有食腐行为的理论[36]。
代谢
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伶盗龙可能在某种程度上是温血动物，因为它们猎食时必须消耗大量的能量。伶盗龙的身体覆盖者羽毛，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，显示它们具有较为适中的代谢率。纽西兰的奇异鸟在生理、羽毛型态、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代谢率，使奇异鸟成为原始鸟类与驰龙科的代谢参考模型[5]。
羽毛
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蒙古伶盗龙的重建图
在驰龙科中，比伶盗龙原始的物种通常身体覆盖者羽毛，并具有完全发展的有羽毛前肢[37]。而伶盗龙的祖先具有羽毛，可能拥有飞行能力，这使得古生物学家认为伶盗龙也具有羽毛，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，古生物学家认为伶盗龙具有羽毛，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伶盗龙化石（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[8]。鸟类骨头上的羽茎瘤可用来固定羽毛，而伶盗龙骨头上的羽茎瘤则明确显示它们也具有羽毛[38]。
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；红鹳也没有羽茎瘤，但有羽毛。羽茎瘤的发现显示伶盗龙拥有羽毛，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，伶盗龙的前臂具有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[8]。
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，目前的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，但伶盗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。对于无法飞行的伶盗龙，它们的羽毛可能作为展示物用，或孵蛋时覆盖它们的蛋巢，或是在上坡奔跑时增加速度用[8]。
病理
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一个蒙古伶盗龙的头颅骨，被发现有两排平行的穿孔，跟伶盗龙的牙齿大小、间隔相符合。研究人员推论，这代表这只伶盗龙与其他伶盗龙打斗时，头部被咬伤。此外，由于穿孔并没有事后愈合的痕迹，这只伶盗龙可能被咬伤后因此死亡[39]。