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。