Defense Superior Service Medal er i utforming lik Defense Distinguished Service Medal, bortsett fra i materialvalget, innskrift og enkelte mindre detaljer. Defense Distinguished Service Medal er i gullfarget metall, mens Defense Superior Service Medal er i sølvfarget metall. Defense Superior Service Medal har på advers en amerikansk ørn med USAs skjold på brystet, samt tre piler i klørne. Ørnen er i sølv og er satt på et blått pentagon, et symbol for USAs fem forsvarsgrener og formen på bygningen som huser landets forsvarsdepartement. Motivet er omgitt av en krans bestående av laurbær- og olivengrener i nedre del og tretten stjerner i øvre del. På revers står over fire linjer innskriften «FROM / THE SECRETARY / OF DEFENSE / TO» etterfulgt av plass til å påføre mottagerens navn. På baksiden av kransen står i øvre del innskriften «FOR SUPERIOR SERVICE» i en bue. Medaljen er utformet ved Institute of Heraldry, der Mildred Orloff var ansvarlig for design og Lewis J. King utførte modelleringen.