On suppose qu'ils étaient grégaires et qu'ils vivaient en groupes de plusieurs dizaines d'individus, du moins pour les spécimens les plus évolués. C'étaient des animaux intelligents; la cavité cérébrale de leur crâne était grande par apport à leur corps; de plus, leur vision était excellente, grâce à leurs grands yeux associés à leur gros cerveau.
On ignore comment étaient leurs nids et comment ils élevaient leurs petits, mais il est probable que, comme la grande majorité des dinosaures bipèdes grégaires et les ratites, ils fabriquaient des nids collectifs et élevaient leurs petits en groupe jusqu'à un certain âge.
Hormis peut être pour le Deinocheirus, leurs défenses étaient limitées et face à des prédateurs plus gros, la fuite devait s'avérer la solution la plus efficace; ce qui se confirme par leur morphologie basée sur le sprint.
La position systématique et phylogénique des ornithomimés reste encore mal connue. On suppose qu'ils étaient proches des Alvarezsauridae.
Les ornithomimés sont un groupe proche des maniraptores, et on suppose qu'ils auraient pu posséder des proto-plumes et peut être des plumes plus évoluées, notamment à des fins comportementales (Socialisation, cohésion des groupes, parade nuptiale). À l'heure actuelle, aucun fossile découvert n'a permis de confirmer cette théorie, du fait de la nature des roches contenant les ossements. Néanmoins, leurs caractéristiques aviaires (Notamment pour la famille voisine, les Alvarezsauridae) suggèrent fortement cette possibilité.