リヴィアタン・メルビレイを特徴づける最も凶暴な部位が、顎にびっしりと並んだ巨大な歯です。発見された歯の化石のうち最大のものは、歯根を含めた全長が約36.2センチメートル、太さ（直径）は約12センチメートルを記録しました。
ゾウの牙のようなディスプレイ（誇示）や掘削用の特殊な歯を除外すれば、「獲物を咬み殺すための機能的な歯」としては脊椎動物の歴史上最大のサイズです。あの肉食恐竜ティラノサウルスの歯（約30センチ）すら軽々と上回ります。
現生のマッコウクジラは主に下顎にしか機能的な歯がなく、深海でイカを丸呑み（吸引摂食）するために顎を使います。しかし、リヴィアタン・メルビレイは上顎と下顎の両方に強大な歯が噛み合う構造になっており、巨大な咬筋が付着する頭骨の形状から、当時のヒゲクジラの骨すら一撃でへし折る猛烈な噛む力（バイトフォース）を持っていたことが判明しています。
