C. dimidiatus có chiều dài cơ thể tối đa được biết đến là 22 cm[3]. Loài này cùng với Chaetodontoplus melanosoma và Chaetodontoplus vanderloosi tạo thành phức hợp loài melanosoma do cả 3 loài đều có kiểu hình khá giống nhau.

C. dimidiatus và C. melanosoma đều có một vùng màu xám ở thân trên, vùng thân còn lại màu đen, lốm đốm các vệt màu vàng ở trên mặt; cá con có kiểu hình giống nhau. Tuy nhiên, màu sắc vây đuôi của hai loài có sự khác biệt: đuôi của C. dimidiatus có màu vàng hoàn toàn, trong khi đuôi của C. melanosoma và C. vanderloosi có màu đen viền vàng ở rìa sau. Vây hậu môn và vây lưng của cả 3 loài đều có viền vàng ở rìa sau[4].

Chính vì sự khác biệt kể trên mà C. dimidiatus chỉ được xem là một biến thể kiểu hình của C. melanosoma bởi nhiều tác giả, nhưng khi Allen & Steene mô tả C. vanderloosi vào năm 2004 thì C. dimidiatus lại được xem là loài hợp lệ[4]. C. cf melanosoma, quần thể ở Nhật Bản được cho là một biến thể kiểu hình của C. melanosoma, cũng có đuôi hoàn toàn là màu vàng[5].

Số gai vây lưng: 13; Số tia vây ở vây lưng: 17–19; Số gai vây hậu môn: 3; Số tia vây ở vây hậu môn: 17–19[3].