C. mesoleucus có chiều dài cơ thể tối đa được biết đến là 18 cm. Loài này có thân trước màu xám nhạt, chuyển dần sang màu nâu sẫm ở thân sau và màu vàng nhạt ở đầu. Thân sau có những vệt đốm trắng, hợp lại thành hàng ở thân trước. Mõm màu vàng tươi; môi màu xanh lam. Đầu có dải sọc đen băng qua mắt. Vây hậu môn và vây lưng tiệp màu với vùng thân gần đó, viền xanh óng (1–2 gai vây lưng đầu tiên và màng vây của chúng có màu vàng). Vây đuôi màu vàng. Vây bụng và vây ngực màu trắng xám[3][4].

Chaetodontoplus poliourus là loài mà trước đây được xem là một biến thể màu sắc của C. mesoleucus. C. poliourus có đuôi màu xám với dải vàng ở gần rìa và vây bụng vàng tươi[5]. Cả hai loài đều có cùng phạm vi phân bố ở một số nhóm đảo của Indonesia, như tại quần đảo Sunda Nhỏ, quần đảo Maluku và bán đảo Đầu Chim[6].

Số gai vây lưng: 13; Số tia vây ở vây lưng: 16–18; Số gai vây hậu môn: 3; Số tia vây ở vây hậu môn: 16–18; Số tia vây ở vây ngực: 15–16[3][6].