Para determinar la velocidad a la que pudo correr un dinosaurio, los científicos se basan principalmente en la longitud, forma y tamaño de los huesos de las patas del animal. En el caso del T-rex, las mediciones sugieren que el fémur y la tibia del eran aproximadamente de la misma longitud, aunque la tibia era levemente más larga.
Hoy día, podemos ver esto en algunos animales como los lobos y los elefantes. Este patrón permite a los animales dar zancadas cortas, pero en muy poco tiempo. Sin embargo, en animales como el leopardo y el avestruz, la tibia es mucho más alargada que en los anteriormente mencionados. Esto les permite dar zancadas más largas, aunque con menos rapidez. Al comparar al T-rex con un elefante, se puede notar que la estructura ósea de sus patas y su peso corporal son semejantes, lo cual lleva a otra implicación de este diseño osteológico. Además de proporcionarle zancadas rápidas, esta estructura es ideal para sostener el considerable peso del animal. Dado que el leopardo y el avestruz tienen una morfología liviana, no necesitan esta estructura ósea para sostener su peso, contrario a lo que ocurre con el T-rex y el elefante.
De haber contado con una estructura ósea en la que la tibia fuese considerablemente más larga que el fémur, el macizo T.rex no hubiera podido soportar la musculatura necesaria para elevarse sobre sus patas y por lo tanto, hubiese tenido que estar todo el tiempo con la cabeza en bajo para no quebrar su espalda ni sus caderas. No obstante, en el caso de animales que, como el T-rex, cuentan con una estructura en la que el fémur y la tibia son de longitud similar, como los elefantes y los lobos, ésta funciona como contrapeso para la masa corporal. Aun así, notaremos que el elefante no puede moverse a gran velocidad (posiblemente a unos 18 km/h a la carrera) mientras que los lobos, al tener menos masa corporal son capaces de alcanzar una velocidad mayor (quizá unos 64 km/h al correr). Si el T-rex era similar a un elefante en peso y estructura ósea, es posible que se asimilara en velocidad. Pero entre el Tiranosaurio y el elefante hay una diferencia radical: el T-rex era bípedo, mientras que el elefante es cuadrúpedo. Esto significa que como los avestruces, el Tiranosaurio podía elevar y estirar mucho más las patas que los animales cuadrúpedos, como el elefante y como muchas de sus presas. Pero esto también significa que debía sostener todo el peso de su cuerpo sólamente con sus miembros traseros para lo cual, necesitaría una gran musculatura en sus patas traseras. Estos músculos debían ser incluso más grandes y más fuertes que los de un elefante. Dado que los fósiles demuestran que los huesos en las largas patas traseras del T-rex eran anchos y fuertes y sus caderas eran bastante alargadas, los paleontólogos afirman que el Tiranosaurio debió haber tenido una musculatura muy sofisticada. Además, se ha descubierto que los músculos y los huesos de las patas del Tiranosaurio se fusionaban entre sí, transmitiendo una gran fuerza muscular, nerviosa y ósea a medida que el animal se movía, lo que le otorgaba buena tracción. Entonces, estos músculos seguramente brindaban fuerza a sus patas traseras y esto le daba velocidad al Tiranosaurio. De modo que al desarrollar esta estructura ósea, el Tiranosaurio rex podía dar zancadas rápidas, al ser bípedo, podía estirar sus patas a mayor distancia que la mayoría de sus presas y al contar con una musculatura que le daba soporte a los huesos para sostener el peso de su cuerpo, estaba equipado con excelentes adaptaciones para lanzarse a la carrera.
No obstante, calcular la velocidad de un animal extinto es un asunto de gran dificultad, por lo que no existe una evidencia sólida que permita afirmar con toda seguridad la velocidad a la que se movía un dinosaurio. Se argumentan teorías de que el T-rex podría alcanzar velocidades que oscilaban entre 30 y 70 km/h. Algunos científicos afirman que la masa muscular de las patas del Tiranosaurio seguramente era muy sofisticada y proveía gran fuerza a las mismas, ellos establecen que el T-rex podía superar por mucho los 30 km/h como velocidad máxima, aunque ciertamente, si alcanzara una velocidad de 70 km/h el riesgo en una caída sería mortal, ya que se quebraría la mayoría de sus huesos anteriores y hasta sus músculos. Por tal razón, gran parte de los expertos sugieren la probabilidad de que el Tiranosaurio rex alcanzara una velocidad de cerca de 40 km/h a 52 km/h, aunque bien, no por períodos muy extensos. Estos expertos plantean que las fuertes y largas patas del Tiranosaurio seguramente le permitían superar las estimaciones de aquellos científicos que piensan que, por su gran peso, el Tiranosaurio no podría superar los 30 km/h, y que sí podía llegar a esa velocidad estimada de 40-52 km/h, a la cual, el riesgo de una caída sería mucho menor que la velocidad de 70 km/h estimada por aquellos científicos que argumentan que la musculatura de sus patas traseras equivaldría a casi la mitad de su peso corporal.
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