Мозг Тирранозавра более походили на мозг современного крокодила либо ящерицы, чем птицы. Объём мозга Тарбозавра 12 метров длиной около 184 кубических см. Наличие достаточно большой обонятельной луковки и обонятельных нервишек гласит в пользу того, у этого плотоядного динозавра имелось отлично развитое чувство чутья. Также наличие толстого ствола слухового нерва позволяет судить о наличии у тарбозавра хороших пространственно-слуховых функций. У этого нерва имеется очень развитая вестибулярная часть, потому у этой пресмыкающиеся должна быть отменная координация движений и хорошие возможности к удержанию равновесия. Но, если гласить об органе зрения, то зрительный нерв и надлежащие структуры мозга не были настолько развиты. Также имелось недоразвитие глазодвигательного нерва. И, в конце концов, у тарбозавра не было способности созидать бинокулярно, как тираннозавру, потому в собственной жизни он больше воспользовался своим чутьем и слухом, чем очами, смотрящими в различные стороны.