Đối với nhiều thập kỷ, Brachiosaurus là một trong những con khủng long lớn nhất được biết đến, đặc biệt là khi mẫu vật hoàn chỉnh (hiện nay là Giraffatitan) đã được quy cho nó. Tuy nhiên, một nghiên cứu so sánh Brachiosaurus và Giraffatitan bởi Michael Taylor vào năm 2009 thấy rằng các mẫu vật thật Brachiosaurus từ Bắc Mỹ thực sự đại diện cho một cá nhân. Trong thực tế, hoàn thành và lớn nhất của mẫu vật Brachiosaurus đến từ một cá nhân dành cho cá thể chưa trưởng thành, do đó, nó có khả năng sẽ có tăng trưởng lớn hơn cả số ước lượng kích thước hiện tại.

Bản gốc mẫu vật của loài được biết đến đầu tiên, B. altithorax, bao gồm một chuỗi bảy đốt sống lưng sau, xương cùng, đầu gần đuôi đốt xương sống, xương bả vai, xương hai chân, xương đùi và xương sườn: đủ để từ đó ước lượng kích cỡ.

Dựa trên các phép đo của xương có thể so sánh, Brachiosaurus có kích thước tương tự như kích thước của Giraffatitan, đó là ước tính đạt được 25 mét (82 ft) chiều dài và có lẽ đã có thể nâng cao đầu khoảng 13 mét (43 ft) so với mặt đất. Tuy nhiên, Brachiosaurus có thể cao hơn, vì nó có thân dài hơn và có thể là một cái đuôi dài hơn Giraffatitan. Không có tài liệu cổ được biết đến từ mẫu vật đầu tiên, tuy nhiên, có một số đốt xương sống cổ của Brachiosauridae đã cho là của Brachiosaurus bởi một số người. Nếu các đốt sống đó thuộc về Brachiosaurus và sau đó họ cho rằng nó có sự cân đối cổ tương tự như Giraffatitan. Ngoài ra, mẫu vật nổi tiếng nhất Brachiosaurus đã không phát triển đầy đủ khi nó chết, có nghĩa là nó có thể có một cá thể trưởng thành có chiều dài hơn 25 m. Brachiosaurus cũng lớn hơn, và do đó có thể nặng hơn Giraffatitan. Brachiosaurus được ước tính có trọng lượng 28,7 tấn (LT 28,2; 31,6 ST), so với 23,3 tấn (22,9 LT; 25,7 ST) cho Giraffatitan.