Tullimonstrum có lẽ đạt chiều dài đến 35 xentimét (14 in); cá thể nhỏ nhất dài chừng 8 cm (3,1 in).[1]

Tullimonstrum có một cặp vây bụng nằm dọc đoạn cuối cơ thể và thường có một cái "vòi" dài có đến tám chiếc răng nhọn trên mỗi "hàm", mà có lẽ nó dùng để dò tìm sinh vật nhỏ hay mảnh vụn ăn được dưới đáy bùn. Tullimonstrum là một phần của một quần sinh thái đại diện bởi những sinh vật cơ thể mềm ở tầng hóa thạch Mazon Creek thuộc quận Grundy, Illinois.[2]

Sự thiếu vắng phần cứng trong hóa thạch cho thấy rằng sinh vật này không có cơ quan tạo nên từ xương, kitin hay canxi cacbonat.[1] Dấu vết của nội quan bên trong còn được lưu giữ trong hóa thạch.[1] Tullimonstrum có những cấu trúc mà có thể được nhìn nhận là mang, và có lẽ cả một dây sống hoặc tủy sống nguyên thủy.[3][4]