De porte recto suele alcanzar varios metros de alto y ramifica abundantemente. Cada segmento cuenta con entre seis y ocho profundas costillas. Cuando joven es de color verde azulado pero se aclara con el paso del tiempo. Crece de treinta a sesenta centímetros por año. En la variedad Cereus uruguayanus monstruosus los tallos crecen retorcidos, acortados y hasta montados unos sobre otros; esta rara mutación puede darse tanto en ejemplares nacidos de semillas como en los obtenidos por esquejes o gemación.
Las areolas son marrones y distan unos dos centímetros unas de otras; las espinas, una central más larga, de alrededor de cinco centímetros, rodeada por seis de apenas uno, poseen el mismo color y sobresalen de una enmarañada pubescencia blancuzca (esto último en los ejemplares jóvenes, puesto que al envejecer se va perdiendo). Llegando al extremo superior presentan más cantidad de espinas y más largas.
En el verano, al alcanzar la madurez, entre sus cinco y seis años de edad, da grandes y hermosas flores de más de quince centímetros de largo que se abren durante la noche y las primeras horas del día. El cáliz es tubular; los pétalos exteriores son rojizos y de forma lanceolada, mientras que los interiores son blancos, ovales y con el ápice acuminado. Tiene estambres también blancos con anteras repletas de polen amarillo y un estigma dividido.
De sus frutos globosos se obtienen las semillas para reproducirlos. El terreno en el que se encuentre debe tener buen drenaje; necesita riego moderado durante su crecimiento y se lo debe disminuir en la época de reposo invernal, dado que tolera el frío siempre y cuando el suelo esté seco y no se congele. Prefiere las ubicaciones a pleno sol.