El tyrannotitán medía aproximadamente 12 m de largo, con un peso estimado de 4 y 5 t. El tyrannotitán presenta algunos rasgos diferenciales considerables en sus dientes, los cuales son, al parecer, menos laminares que los de sus parientes, presentando dentículos de estructura poco común, donde se puede distinguir un surco en el centro, dividiendo cada dentículo en dos porciones.
Los restos fósiles del tiranotitán fueron descritos en el 2005 por Fernando Novas, Silvina de Valais, Pat Vickers-Rich, y Tom Rich. Los fósiles fueron descubiertos en la granja "La Juanita", 28 km al noreste de Paso de Indios, Provincia del Chubut, Argentina. Proviene de los sedimentos de Cerro Castaño miembro de la formación Cerro Barcino perteneciente al Aptiano hace alrededor de 112.2 - 121 millones de años atrás.