El macho puede alcanzar los 33,3 cm de longitud total y 3850 g de peso.
Lo primero que llama la atención es una mandíbula prominente y una poderosa boca llena de dientes en posición terminal.
La aleta dorsal está situada más atrás de lo normal, y la anal se encuentra separada de la caudal únicamente por el pedúnculo caudal.
La mandíbula inferior es más prominente mostrando a veces la punta de los dientes (Dato importante para distinguirlas de los Pacus en algunos comercios).
El movimiento natatorio es parecido al movimiento de una serpiente, realizado principalmente por los fuertes músculos laterales del cuerpo junto con la aleta caudal.
Ninguna de sus otras aletas es de real importancia en la locomoción y durante el nado lento son plegadas al cuerpo.
Las aletas inferiores se utilizan para estabilizar el equilibrio del pez, y junto con la vejiga natatoria sirven además para que la piraña flote casi sin moverse.
La aleta dorsal carece de espinas y cuenta con 16-18 radios. La aleta anal, igualmente sin espinas, tiene 27-30 radios.
En cuanto a la coloración, de los jóvenes, son muy plateados y con puntos negros por todo el cuerpo, a medida que van creciendo esos puntos negros empezarán a desaparecer, la barriga tomará un color rojo intenso (por esto en países anglosajones se les conoce como red belly = `barriga roja`), el plateado se tornará más oscuro, quizás un tono verdoso, quizás azulado depende de cada piraña, y el iris tomará un color naranja intenso también.