长须鲸体呈纺锤形，长约25米，体重约70吨，雌雄兽最大者可长达26.8米，最大体重有86.1吨。中国捕到的雌兽仅有20.3米，雄兽仅有18.4米。眼小，位于口角的后上方。喷气孔2个。上下颚周围和喷气孔周围有50～100条灰褐色感觉毛。背面青灰色，腹面白色。体后部有1个背鳍，胸鳍小、末端尖、尾鳍宽。

长须鲸的体形小于北极露脊鲸、黑露脊鲸和蓝鲸，居鲸类第4位。头部约占体长的五分之一至四分之一，体型庞大，头部颜色不对称，背鳍小，头上有纵脊，头部后方有灰白色的人字纹， 是近距离鉴别的有利特征。 右侧的下唇、口腔以及鲸须的一部分是白色，而左侧则全部都是灰色。