Głowa Olorotytan czaszkę ma długą i masywną. Wyróżnia się dziwacznym wydrążonym grzebieniem noszonym na głowie. Nie znajdzie się podobnego u żadnego z hadrozaurów kontynentu północnoamerykańskiego. Jest on wyższy niż pozostała część czaszki, na długość sięga za potylicę. Właśnie rozległością w kierunku tylnym odróżnia się od grzebienia północnoamerykańskich Lambeosaurinae. Dobrym rozwojem od strony brzusznej odróżnia się on też od ozdoby głowy swego dalszego krewnego parazaurolofa. Zalicza się go do autapomorfii rodzaju. Ponad połowę powierzchni tego tworu tworzyły kości nosowe, u holotypu zachowane w złym stanie.
Od strony grzbietowo-przedniej od kości nosowych leżą kości przedszczękowe. Spośród innych Lambeosaurinae olorotytan wyróżnia się nozdrzem zewnętrznym, przyjmującym kształt łzy i całkowicie otoczonym wspomnianą kością. Charakteryzuje się ona również nadającym czaszce wklęsły kształt przy spoglądaniu z boku wyrostkiem grzbietowym oraz długim, sięgającym daleko w tył aż za potylicę wyrostkiem bocznym. W części ogonowej dystalnie kość zwęża się.