Die Gelbkopfmuräne wird 80 bis 90 Zentimeter lang und ist kräftig gebaut. Kopf und Nacken sind gelblich, der übrige Körper schmutzigweiß mit schwarzen, länglichen oder runden, weit auseinander stehenden Flecken. Bei Jungtieren sind die Flecken proportional größer. Geschlechtsunterschiede sind nicht bekannt. Sie sind leicht mit anderen gelbköpfigen Muränen zu verwechseln. Bei der Gelbstirnmuräne (Gymnothorax rueppellii) ist allerdings meist nur die Stirn gelb, die Marmormuräne (Gymnothorax undulatus) hat ein helles Netzmuster auf dunklem Grund und nur manchmal einen gelben Kopf.