T. hardwicke có chiều dài cơ thể tối đa được ghi nhận là 20 cm[3]. Như những loài Thalassoma khác, T. hardwicke là một loài lưỡng tính tiền nữ (protogynous hermaphrodite), nghĩa là tất cả cá con đều phải trải qua giai đoạn trung gian là cá cái trước khi biến đổi hoàn toàn thành cá đực.

Cá cái có màu xanh lục nhạt với sáu dải đốm đen (pha lẫn màu đỏ) hình nêm thuôn dài (ngắn dần về phía đuôi); cá con có thêm các đốm đen ở phía trước và giữa vây lưng. Cá đực có màu sắc sặc sỡ hơn, và sáu dải đốm hình nêm có màu đen thuần. Cơ thể có màu xanh lục lam (màu lục nhiều hơn ở phần thân trên, tương tự đối với màu xanh lam ở thân dưới và bụng) và các vệt màu hồng sẫm bao quanh mắt; một dải màu hồng nhạt hơn dọc theo chiều dài cơ thể (hiện rõ hơn ở thân sau). Phần thân trên của cá đực có thể có các dải màu vàng tươi (có lẽ là trong mùa sinh sản)[4][5].

Trong quá trình tán tỉnh, những con đực trưởng thành xuất hiện một đốm đen ở giữa vây đuôi (đốm đen này không có ở những con cá cái)[1].

Số gai ở vây lưng: 8; Số tia vây ở vây lưng: 13; Số gai ở vây hậu môn: 3; Số tia vây ở vây hậu môn: 11; Số tia vây ở vây ngực: 16[4].