大花鹤顶兰植株高大。假鳞茎纺锤形或近圆柱形，长10-14.5厘米，粗5.7厘米，具数节，常具4枚叶和2-3枚鞘，鞘被稀疏的深褐色绒毛。叶长椭圆形，长49-70厘米，宽15-24厘米，先端渐尖，基部收狭为长14-28厘米的柄，柄以下扩大为长鞘。

花葶从假鳞茎的下部节上发出，直立，长达1米，无毛；花序柄粗1.5厘米，被数枚筒状鞘，鞘两面疏被深褐色刚毛；总状花序长约20厘米，具10余朵花；花苞片卵状披针形，长达6厘米，先端急尖，早落，无毛；花梗和子房长约5.5厘米；花大，直径达14厘米；中萼片和侧萼片背面浅黄绿色，内面浅褐红色，近相似，长圆状披针形，长7厘米，宽1.5厘米，先端浅黄绿色、短渐尖。

花瓣背面黄绿色带棕红色，中部以上密布棕红色斑点，内面和先端与萼片同色，先端短渐尖；唇瓣白色，贴生于蕊柱基部至基部上方，宽卵状三角形，长5.5厘米，宽5.3厘米，3裂；侧裂片围抱蕊柱，边缘略不整齐；中裂片卵状三角形，先端骤尖；唇盘从基部至中部玫瑰红色，脉纹黄色；距黄色，向前弯曲，长1-2厘米；蕊柱浅黄绿色，长2厘米，背面上方被短柔毛；蕊喙浅绿色，舌状；药帽浅黄白色，半球形。花期5-6月。