Een vijfde hominenschedel (cranium D4500 en onderkaak D2600) uit Dmanisi is massief gebouwd, met een groot gezicht en zeer kleine hersenen. Kenmerken die voor het eerst bij een basaal lid van de Homo-clade zijn gedocumenteerd, zijn onder meer de unieke lage verhouding tussen het endocraniale volume en de basisraniale breedte, de gereduceerde hoogte van de vertex, het hoekige gewelfprofiel, de gladde neusdrempel in combinatie met een lange en schuine maxillaire clivus, het langgerekte gehemelte en het hoge korpus van het mandibulair. De convexe clivus en de terugwijkende symfyse van schedel 5 geven een snuit-achtige vorm, vergelijkbaar met die van Australopithecus afarensis. Hoewel de schedel van Dmanisi zeer robuust is en verschilt van die van OH 13, OH 24 en KNM-ER 1813, lijkt hij op de specimens van Homo habilis door de “vierkante” omtrek van de bovenkaak in aangezicht, de sulcus maxillaris, de afgeronde en terugwijkende zygomatische boog, en de gebogen zygomaticoalveolaire zuil. Deze kenmerken onderscheiden de vroege Homo van de soorten Australopithecus en Paranthropus. Schedel 5 lijkt niet op de schedel KNM-ER 1470 van Homo rudolfensis. Hoewel hij over het algemeen primitief lijkt, bezit schedel 5 een staafvormige supraorbitale torus, een langgerekte temporale squama, een occipitale transversale torus, en petrotympanische kenmerken die als afgeleid voor Homo erectus worden beschouwd. Als groep vertonen de crania en onderkaken van de Dmanisi aanzienlijke anatomische en metrische variatie. Een belangrijke vraag is of de fossielen leeftijdsgebonden groei en geslachtsdimorfisme binnen één enkele populatie documenteren, of dat er twee (of meer) verschillende taxa aanwezig kunnen zijn op de vindplaats. We gebruiken de variatiecoëfficiënt om Dmanisi te vergelijken met Paranthropus boisei, H. erectus, en recente Homo sapiens, en vinden weinig signalen dat het Dmanisi-monster buitensporig variabel is in vergelijking met deze referentie-taxa. Met behulp van schedelmetingen en principale componenten analyse, onderzoeken wij het voorstel dat de schedels van Dmanisi gegroepeerd kunnen worden binnen een regionaal divers hypodigm voor H. erectus. Onze resultaten bieden slechts een zwakke ondersteuning voor deze hypothese. Tenslotte beschouwen wij alle beschikbare morfologische en paleobiologische bewijzen in een poging om de fyletische relatie van Dmanisi tot Homo-soorten die >2.0 tot 1.0 Ma.
evolueerden te verduidelijken.