A Dmanisiból származó ötödik hominin koponya (koponya D4500 és állkapocs D2600) masszív felépítésű, nagy arc és nagyon kicsi agy. A Homo-klád bazális tagjánál először dokumentált tulajdonságok közé tartozik az endokranialis térfogat és a basicranialis szélesség egyedülállóan alacsony aránya, a csökkent csúcsmagasság, a szögletes boltozatprofil, a sima orrpárkány, amelyhez hosszú és ferde maxilláris clivus, hosszúkás szájpadlás és magas mandibulakorpus párosul. Az 5. koponya domború clivusa és visszahajló szimphízise az Australopithecus afarensiséhez hasonló, szájpadlásszerű formát eredményez. Bár a Dmanisi koponya nagyon robosztus, eltér az OH 13, OH 24 és KNM-ER 1813 koponyáktól, hasonlít a Homo habilis példányokra a maxilla arcnézetben “szögletes” körvonala, a maxilláris sulcus, a lekerekített és visszahúzódó járomív, valamint a hajlított járomcsont-alveoláris pillér tekintetében. Ezek a jegyek megkülönböztetik a korai Homo-t az Australopithecus és a Paranthropus fajoktól. Az 5. koponya eltér a Homo rudolfensis KNM-ER 1470 koponyájától. Bár általánosságban primitívnek tűnik, az 5. koponya rendelkezik egy sávszerű supraorbitalis torusszal, megnyúlt temporalis squamával, occipitális transversális torusszal és a Homo erectus esetében származtatottnak tekintett petrotympanikus vonásokkal. A dmanisi koponyák és állkapcsok csoportként jelentős anatómiai és metrikai eltéréseket mutatnak. Kulcskérdés, hogy a fosszíliák egyetlen populáción belüli, korfüggő növekedést és nemi dimorfizmust dokumentálnak-e, vagy esetleg két (vagy több) különböző taxon van jelen a lelőhelyen. A variációs együttható segítségével összehasonlítjuk a Dmanisit a Paranthropus boisei-vel, a H. erectusszal és a közelmúltbeli Homo sapiensszel, és kevés jelét találjuk annak, hogy a Dmanisi minta túlzottan változatos lenne ezekhez a referencia taxonokhoz képest. Koponyamérések és főkomponens-elemzés segítségével megvizsgáljuk azt a javaslatot, hogy a dmanisi koponyák a H. erectus regionálisan változatos hipodigmáján belül csoportosíthatók. Eredményeink csak gyenge támogatást nyújtanak ennek a hipotézisnek. Végül figyelembe vesszük az összes rendelkezésre álló morfológiai és paleobiológiai bizonyítékot, hogy megpróbáljuk tisztázni a Dmanisi és az >2,0-1,0 Ma között kifejlődő Homo fajok közötti filetikus kapcsolatot.
.