Plesiosaurus có thể phát triển chiều dài khoảng 3 đến 4 mét. Trọng lượng của nó còn gây tranh cãi, nhưng ước tính vào khoảng 150 đến 350 pound. Kích thước này nhỏ so với một số loài khủng long cuối kỷ Jura và kỷ Phấn trắng sớm như Kronosaurus có chiều dài hơn 10 mét.