La anatomía del Herrerosaurio es inusual y especializada, por lo que no se los considera ancestros de ningún grupo de dinosaurios tardíos. Generalmente presentan una mezcla de rasgos muy primitivos con otros derivados. El acetábulo está abierto sólo en parte, y tiene dos vértebras sacras únicamente, el menor número entre los dinosaurios. El hueso púbico posee una estructura derivada, y está rotado posteriormente y plegado, lo cual crea una expansión terminal semejante a la de los tetanuros, sobre todo a la del prominente H. Ischigualastensis. La mano es primitiva porque posee cinco metacarpios y el tercer dedo es más largo que el segundo, pero se asemeja a los terópodos en que sólo tiene tres largos dedos con garras curvadas. Los Herrerasauridos también tienen una mandíbula articulada igual que la de los terópodos, pero esto pudo haber sido resultado de la evolución independiente.