[2]​ Según los cálculos actuales, se estima que podría alcanzar un tamaño máximo de entre 12 y 15 m, basándose en el análisis de especímenes pequeños y sin desarrollo completo; el ejemplar más largo que se ha capturado tiene unos 4,2 m.[3]​ El peso máximo estimado ronda los 750 kg, basándose en unos restos parciales que se encontraron en 1925 en el estómago de un cachalote.

Los calamares colosales hembras son mucho más grandes que los machos, pudiendo aquellas medir hasta 15 metros.

Mesonychoteuthis hamiltoni posee el pico más grande conocido entre los calamares, superando al del Architeuthis en tamaño y robustez.

Muchos cachalotes llevan heridas en sus lomos que se creen causados por los garfios del calamar colosal.

Si correspondieran a especies que poseen otras proporciones corporales sus dimensiones podrían ser menores, pero también mayores.

[cita requerida] La especie fue descubierta por primera vez en 1925, al descubrirse dos tentáculos en el estómago de un cachalote.