Оценка основана на законе Дамута, который связывает массу тела вида с плотностью популяции животных. Хотя при прочих равных взаимосвязь очень сильная, на популяцию могут влиять и экологические факторы, а также ниши, которые занимает вид. Например, при одинаковой массе тела ягуаров и гиен, последние образуют популяции с плотностью в 50 раз выше, чем популяции кошачьих. Именно поэтому неопределенность для размера популяции тираннозавров составила два порядка.
Ученые допустили, что потребности в энергии для взрослой особи тираннозавра лежат посередине между львом и комодским вараном. Из подсчета были исключены молодые тираннозавры, поскольку по пищевому поведению они могли значительно отличаться от более зрелых хищников, обладающих достаточно мощными челюстями, чтобы раздавливать кости. Согласно современным взглядам, половая зрелость у динозавра наступала в 15 лет, средняя масса достигала 5,2 тонны, а продолжительность жизни доходила до примерно 30 лет. При этом резкий рост массы тела происходит в период достижения половой зрелости. На смену поколения уходило около 19 лет.
Ученые пришли к выводу, что средняя плотность популяции достигала около одной особи на сто квадратных километров, а общая площадь ареала обитания — 2,3 миллиона квадратных километров. Всего прожило 127 тысяч поколений тираннозавров. Это дает примерное представление о том, как хорошо сохраняются останки динозавров и других доисторических животных в виде окаменелостей: на сегодняшний день в мире найдено меньше ста тираннозавров, при этом от многих осталась только одна кость. Таким образом, на каждые 80 миллионов особей приходится только одна — чьи кости находят ученые. Остается догадываться, сколько географически специализированных и недолговечных видов животных могли быть пропущены в летописи окаменелостей.
Тем не менее, исследователи подчеркивают, что неопределенность довольно высока, и диапазон возможной численности тираннозавров, живших во всем меловом периоде, варьируется от 140 миллионов до 42 миллиардов, а вся популяция, жившая в определенный момент времени, могла достигать размера от 1,3 тысячи до 328 тысяч особей.