Le pacu noir mesure entre 70 et 108 cm. Les individus les plus grands peuvent peser plus de 40 kg.
Le corps est ovale de couleur or sur la moitié supérieure et gris foncé à noire sur la partie inférieure. Le ventre est blanc. Les juvéniles sont plus clairs, avec un ventre parfois orangé. La nageoire caudale est fourchue et toutes les nageoires sont grises.