Hesperornis was een grote vogel, die tot 1,5 meter lang kon worden. Hij had bijna geen vleugels, en zwom met zijn krachtige achterpoten.
Net als veel andere vogels uit het Mesozoïcum, zoals Ichthyornis, had Hesperornis tanden in zijn snavel die werden gebruikt om een prooi (waarschijnlijk vis) vast te houden.
Hesperornis jaagden in de wateren van zulke hedendaagse platzeeën als de Noordamerikaanse Binnenzee, de Straat van Turgai en de prehistorische Noordzee, die toen subtropische tot tropische wateren waren, veel warmer dan tegenwoordig. Zij voedden zich waarschijnlijk hoofdzakelijk met vis, misschien ook met schaaldieren, koppotigen en weekdieren, zoals de duikende zeevogels van vandaag. Hun tanden waren handig in de omgang met glibberige prooien of prooien met harde schalen.
Op het land konden de Hesperornis soorten al dan niet lopen. Ze konden zeker niet rechtop staan zoals pinguïns zoals in de vroege reconstructies. Hun poten zaten ver naar achteren en zijwaarts vast, waarbij zelfs het onderbeen strak aan het lichaam vastzat (zie foto van skelet). Op het land waren ze dus in het beste geval beperkt tot een onhandig huppelen en zouden ze behendiger zijn geweest als ze zich voortbewogen door op hun buik te glijden of te galopperen. Het beenskelet van Hesperornis was zo grondig aangepast aan het duiken dat hun wijze van voortbewegen op het land, het leggen van eieren en de ouderlijke zorg, een kwestie van speculatie is.
Jonge Hesperornis groeiden vrij snel en ononderbroken door tot ze volwassen waren, zoals dat ook bij moderne vogels het geval is. Er zijn meer jonge vogels bekend uit het fossielenbestand van de meer noordelijk gelegen vindplaatsen dan van die meer zuidelijk. Dit suggereert dat tenminste sommige soorten migrerend waren zoals de huidige pinguïns, die in de zomer naar de pool zwemmen.
Hesperornis werd aangevallen door grote zee carnivoren zoals mosasaurussen. Een Tylosaurus-specimen bevat de beenderen van een Hesperornis in zijn darmgebied.
