Dilophosaurus được biết đến từ thành hệ Kayenta, xuất hiện trong giai đoạn Sinemurian và Pliensbachian của kỷ Jura sớm, khoảng 196-183 triệu năm trước.[42] Hệ tầng Kayenta là một phần của Glen Canyon Group bao gồm các thành hệ ở phía bắc Arizona, một phần của miền đông nam Utah, phía tây Colorado và tây bắc New Mexico. Nó bao gồm chủ yếu từ hai tướng đá, một bên bị chi phối bởi đá bột kết và mặt kia là sa thạch. Các tướng đá bột kết được tìm thấy ở phần lớn Arizona, trong khi các tướng đá sa thạch có mặt ở các khu vực phía bắc Arizona, miền nam Utah, phía tây Colorado và tây bắc New Mexico. Hệ thành chủ yếu được lắng đọng bởi các dòng sông, với các tướng đá phù sa là phần chậm hơn, rề rà hơn của hệ thống sông. Sự lắng đọng của thành hệ Kayenta kết thúc ở một cánh đồng cồn lấn chiếm mà đã trở thành sa thạch Navajo.[43] Một niên đại xác định bằng phép đo phóng xạ của hẹ thành này vẫn chưa được thực hiện và mối tương quan địa tầng có sẵn được dựa trên sự kết hợp của phương pháp đo phóng xạ từ hóa thạch động vật có xương sống, từ địa tầng và bằng chứng của phấn hoa.[42]

Hệ tầng Kayenta đã mang lại một bộ sưu tập nhỏ nhưng vẫn đang tiếp tục lớn lên của nhiều loại sinh vật. Hầu hết các hóa thạch được tìm thấy ở các tướng đá bột kết.[44] Hầu hết các sinh vật được biết đến cho đến nay là động vật có xương sống. Động vật không có xương sống bao gồm vi sinh vật hoặc "tảo",[45] gỗ hóa đá,[46] vết hằn thực vật,[47] hai mảnh vỏ và ốc sên nước ngọt,[43] ostracod,[48] và hóa thạch dấu vết của sinh vật không xương sống.[45] Động vật có xương sống được biết đến từ cả hóa thạch cơ thể và hóa thạch dấu vết. Động vật có xương sống được biết đến từ hóa thạch cơ thể bao gồm[44] cá mập hybodont, cá xương không xác định, cá phổi,[46] kỳ nhông,[49] ếch Prosalirus, caecilia Eocaecilia, rùa Kayentachelys,[50] một số loài crocodylomorph bao gồm Calsoyasuchus, Eopneumatosuchus, Kayentasuchus và Protosuchus, và loài dực long Rhamphinion. Ngoài Dilophosaurus, nhiều loài khủng long khác được biết đến, bao gồm khủng long chân thú Megapnosaurus (một loài cần một tên chi mới cũng có thể có mào),[21] và Kayentavenator,[51] khủng long dạng chân thằn lằn Sarahsaurus,[52] và nhiều loài khủng long bọc giáp như Scelidosaurus và Scutellosaurus. Bộ Một cung bên bao gồm tritylodontid Dinnebitodon, Kayentatherium, và Oligokyphus, morganucodontid,[50] động vật có vú thực sự sớm Dinnetherium, và một động vật có vú haramiyid. Phần lớn những phát hiện này đến từ vùng lân cận Gold Spring, Arizona.[45][53] Hóa thạch dấu vết của động vật có xương sống bao gồm phân hóa thạch và dấu chân của các Cung thú, thú có vú giống thằn lằn và một số loại khủng long.[45][53]