圆头杜鹃是小乔木或灌木，高约5-6米；枝条粗壮，花序下的枝粗约8-10毫米，有灰白色绒毛。叶多密生于枝顶，厚革质，倒卵状椭圆形或狭倒卵形，长17-24厘米，宽5-9.5厘米，中部以上最宽，先端圆形，有一凸起的小尖头，基部渐狭并以窄狭下延至叶柄，上面绿色，无毛，下面有两层毛被，上层毛被淡黄色，杯状复毛，边缘细裂，下层毛被薄而紧贴，灰白色，中脉在上面平坦或下陷成小沟纹，在下面显著隆起，侧脉13-15对，在上面微下陷，在下面显著隆起；叶柄扁平，长1-1.5厘米，宽约1厘米，下面有绒毛。
总状伞形花序，有15-20花；总轴粗壮，长2-3厘米，被锈色绒毛；花梗长3-4厘米，有淡棕色绒毛；花萼小，盘状，有8个三角形的小齿裂，长约1-2毫米，外面被毛；花冠钟状，长4.5-5厘米，白色或粉红色，基部有深红色的斑点，8裂，裂片半圆形，长约1厘米，宽约1.5厘米，顶端有凹缺；雄蕊16，长2-3厘米，不等长，花丝基部有微柔毛，花药长卵圆形，长达3毫米；子房卵状锥形，长约1厘米，粗约6毫米，被密淡棕色绒毛，花柱长2.5厘米，无毛，柱头膨大成头状。
蒴果长2.5-3.5厘米，直径约1厘米，密被锈色毛。花期5-6月，果期9-10月。
