Равнинная степная гадюка — крупная змея с длиной тела около 55 см и длиной хвоста 7-9 см, самки часто крупнее самцов.В Поволжье максимальная длина тела самцов достигает 61 см, самок — 63 см.Голова слегка вытянута, края морды приподняты. Верхняя поверхность головы впереди лобного и надглазничных щитков покрыта мелкими щитками неправильной формы. Межчелюстной щиток обычно касается одного апикального щитка. Носовое отверстие прорезано в нижней части носового щитка. Вокруг середины туловища — 19-21 ряд чешуй. Брюшных щитков — 120—152, подхвостовых — 20-32 пары.

Сверху гадюка окрашена в буровато-серые тона, с более светлой серединой спины и с чёрной или темно-коричневой зигзагообразной полосой по хребту, иногда разбитой на отдельные пятна. По бокам туловища — ряд темных нерезких пятен. На верхней стороне головы расположен темный рисунок. Брюхо серое, со светлыми крапинами.Меланисты очень редки и встречаются, в частности, в Самарской области.