P. brachialis trưởng thành dài khoảng 11 cm. Cơ thể của P. brachialis có màu xám sẫm với một đốm đen lớn ở gốc vây ngực. Mống mắt có vòng màu vàng. Cá con có màu lam xám với đốm đen ở phía sau vây lưng. Giống Pomacentrus nagasakiensis nhưng P. nagasakiensis có màu đen ở các chóp gai vây lưng. Pomacentrus alexanderae có màu sắc sáng hơn P. brachialis[4].

Số ngạnh ở vây lưng: 13; Số vây tia mềm ở vây lưng: 13 - 15; Số ngạnh ở vây hậu môn: 2; Số vây tia mềm ở vây hậu môn: 14 - 15; Số vây tia mềm ở vây ngực: 16 - 17[3].

Thức ăn của P. brachialis là rong tảo và các động vật không xương sống nhỏ. P. brachialis là một loài không di cư; thường sống đơn độc hoặc bơi thành các nhóm nhỏ. Cá đực có nhiệm vụ bảo vệ và chăm sóc những quả trứng[3].