[[Fitxer:Sinornithosaurus IVPP V12811.jpg|thumb|left|Motlle de l'holotip fòssil de Sinornithosaurus millenii.]]
Totes dues especies de ''Sinornithosaurus'' posseeixen impressions de plomes. Estaven compostes de filaments, i van mostrar dues característiques que indiquen que són plomes primerenques. Primer, diversos filaments van serforen ensamblats junts en " plomalls". En segon lloc, una fila dels filaments (barbes) van serforen ensamblats al costat d'un eix (raquis), fent-los similars en estructura habitual de la ploma dels ocells. No obstant això, no tenen la ramificació secundària i els petits [[Ganxó|ganxos]] minúsculs ([[barbula]]s) que les plomes modernes tenen, la qual cosa permet que les plomes de les aus modernes formin una paleta continua. En NGMC - 91 les plomes van cobrir el cos sencer, incloent el cap per davant dels ulls, el coll, braços, plomes llargues en les cuixes, i una la cua com la d'[[arqueòpterix]].
