Hesperornis era un grande uccello, raggiungendo fino a 1,5 metri (5 piedi) di lunghezza. Non aveva praticamente ali e nuotava con le sue potenti zampe posteriori.
Come molti altri uccelli mesozoici come Ichthyornis, Hesperornis aveva denti nel becco che venivano utilizzati per trattenere le prede (molto probabilmente pesci).
Gli Hesperornis cacciavano nelle acque dei mari di piattaforma contemporanei come il Mare Interno del Nord America, lo stretto di Turgai e il Mare del Nord preistorico, che allora erano acque subtropicali o tropicali, molto più calde di oggi. Probabilmente si nutrivano principalmente di pesce, forse anche di crostacei, cefalopodi e molluschi, come fanno gli uccelli marini subacquei di oggi. I loro denti erano utili per affrontare prede scivolose o dal guscio duro.
Sulla terraferma, le specie Hesperornis possono o non possono essere state in grado di camminare. Certamente non potevano stare in piedi come i pinguini, come nelle prime ricostruzioni. Le loro gambe si attaccavano molto indietro e lateralmente, con anche la gamba inferiore strettamente attaccata al corpo (vedi foto dello scheletro). Così, erano limitati a un goffo zoppicare al meglio sulla terraferma e sarebbero stati più agili se si fossero mossi scivolando sulla pancia o galonfando. Lo scheletro delle gambe di Hesperornis era così completamente adattato all'immersione che la loro modalità sulla terraferma, e la loro deposizione delle uova e la cura dei genitori, è una questione di speculazione.
I giovani Hesperornis crescevano abbastanza rapidamente e continuamente fino all'età adulta, come avviene negli uccelli moderni. Più giovani uccelli sono noti dal record fossile dei siti più a nord che da quelli più a sud. Questo suggerisce che almeno alcune specie erano migratorie come i pinguini di oggi, che nuotano verso il polo in estate.
L'Hesperornis era predato da grandi carnivori marini come i mosasauri. Un esemplare di Tylosaurus contiene le ossa di un Hesperornis nella sua area intestinale.