Sus fósiles se encuentran en los estratos marinos del Mioceno de las formaciones Bahía Inglesa y Pisco.
Odobenocetops se conoce principalmente por sus grandes colmillos asimétricos, los cuales emergen de sus pronunciados procesos premaxilares.
Otra diferencia respecto a otras ballenas es que el melón, órgano esencial para la ecolocalización, se ve reducido en O. leptodon y es vestigial o ausente en O. peruvianus.
El cráneo, designado USNM 460306 inicialmente, posteriormente USNM 488252, fue descrito por Christian de Muizon en 1993, estableciendo el género Odobenocetops y la especie tipo O. peruvianus; además, por la extraña anatomía del género, Muizon estableció que pertenecía a su propia familia, Odobenocetopsidae.
[3][1] El nombre genérico, Odobenocetops, viene del griego odon, "diente"; baino, "caminar"; y del latín cetus, "ballena", y ops, "parecido"; todo junto significa "ballena que parece caminar con sus dientes", un nombre elegido por la posible posición del animal al alimentarse y con un segundo significado "ballena parecida a la morsa" ya que el nombre de género de esta es Odobenus.
En Odobenocetops, estos huesos son reducidos y angostos, presentando fosas temporales abiertas dorsalmente.
El paladar está arqueado, es grande y profundo como las morsas, pero más allá de los colmillos Odobenocetops no tenía dientes.
Aun así, el canal coclear sigue la anatomía general de la beluga y el narval, sus parientes cercanos.
El oído interno lo componen grandes canales semicirculares, un conducto vestibular y una gran cantidad de fibras nerviosas.
Un factor común entre estos animales es la presencia de un labio superior grande y móvil, apoyando aquello que tan sólo se especulaba en O. peruvianus.
Tras el descubrimiento de O. leptodon, Muizon especuló que ambos colmillos podrían alcanzar tamaños mayores en otros individuos, pero necesitaba más material para corroborar la hipótesis.
Pese a la similar talla con el de la especie tipo, se cree que el izquierdo sobresalía un tanto del hueso por sus patrones de desgaste, el desgaste del derecho daba lugar a una punta oblicua, sugiriendo que no se empleaba como lanza.
El atlas, al igual que el cráneo, es asimétrico, posee un lado izquierdo más robusto para compensar por el gran colmillo.
Muizon interpretó a Odobenocetopsidae como grupo hermano de Monodontidae (la familia del narval y la beluga).
[3] Lipotidae "Pontoporiidae" Iniidae Hadrodelphis "Kentriodontidae" Albireonidae Odobenocetops Denebola Delphinapterus leucas (Beluga) Monodon monoceros (Narval) Phocoenidae (Marsopas) Delphinidae (Delfines) El melón, un órgano sensorial graso esencial para la ecolocalización estaba significantemente reducido en Odobenocetops como consecuencia de la especialización del cráneo; aun así la anatomía del oído interno de O. peruvianus indica que Odobenocetops era capaz de audición ultrasónica.
Así pues se cree que Odobenocetops peruvianus tan sólo podía escuchar sonidos ultrasónicos, que si bien podía ser útil para obtener información respecto a su entorno, no era el complejo sonar del resto de ballenas.
No sería una adaptación única en cetáceos dentados, el delfín rosado del Amazonas posee finos pelos táctiles, tal vez ancestrales al grupo.
De estar presentes, junto al poderoso labio superior pudieron haber formado una estructura similar a la del dugón.
[2] Esta idea social no violenta parece ser apoyada por los menguados colmillos de hembras, tal vez el tamaño en sí servía para establecer una jerarquía.
Muizon los compara a los patines de un trineo, especialmente en relación con la fotografía, manteniendo la cámara estable y apuntada en la dirección deseada.
Dicha posible función se ve disputada igual que las de los colmillos, pese a su presencia en ambos sexos y relatva simetría.
Las tallas similares indican una función más allá de alojar los colmillos, eran sujetos a sus propias presiones selectivas.
lo más probable es que fuesen útiles a la hora de apoyar un poderoso labio superior.
Observando la anatomía del cóndilo occipital estos números cambian, aquí los colmillos se sitúan a 6°, siendo efectivamente paralelos al cuerpo.
Estas similitudes incluyen el profundo paladar, el hocico redondo con potente labio, los colmillos y la escasez de otros dientes.
Esta estrategia se apoya en la musculatura bucal, la fosa glenoidea permitía movimientos horizontales, con ayuda de los músculos craneales, cervicales y la lengua.
[2] Estructuras similares están presentes en O. leptodon, si bien la forma de su paladar sugiere que su habilidad succionadora era incluso mayor.
Entre los bivalvos, las posibles presas de Odobenocetops, se incluyen los géneros Anadara, Trachycardium, Hyboloephus, Panopea y Miltha.