Rosellinia necatrix forme sous l'écorce des plantes parasitées, des lames mycéliennes blanches en forme de doigts de gants reliées par des cordons de mycélium blanc grisâtre (figure 1). Le mycélium blanc floconneux est constitué de filaments de divers diamètres, incolores, transparents, droits à légèrement flexibles (figure 2). Ces filaments se développent dans toutes les directions sans se souder et sont peu ramifiés. Les plus gros filaments mycéliens sont de couleur brune ; ils peuvent se ramifier en deux filaments égaux formant un Y. Ils présentent au niveau de leurs cloisons, des rétrécissements ou des renflements en poire caractéristiques (figure 3). Ces vésicules, au diamètre pouvant atteindre 5 à 6 fois celui de l'hyphe, permettent de distinguer R. necatrix d'Armillaria mellea qui n'en a pas.

Les hyphes se propagent dans le sol sous la forme de cordons rhizoïdes, d'un diamètre de 7 à 8 µm ; ils s'entourent d'une écorce noire leur conférant l'aspect de racines et rampent à la surface des organes attaqués. Ils sont composés, au centre, de fins filaments incolores et en périphérie des hyphes plus gros et brun ayant par endroit des renflements. Ces filaments bruns se soudent formant l'enveloppe des cordons, puis s'insèrent dans les fissures de l'écorce, s'élargissent en perdant leurs teintes brunes et pénètrent dans les tissus par leurs extrémités.

Des corps compacts très durs, de 2 à 5 mm de diamètre, se forment à la surface des lames mycéliennes dans les fissures de l'écorce ; ils sont considérés comme des sclérotes qui permettraient la survie de R. necatrix dans le sol.

Les fructifications conidiennes ne s'observent qu'après la mort de la plante. Elles sont formées à partir d'un faisceau de filaments agrégés, ramifiés vers le haut, de couleur brune et plus claire aux extrémités et à membrane épaisse. Elles sont très rarement observées dans la nature. Elles sont visibles à l'œil nu sous la forme de filaments (synnemata ou corémies) épais et rigides dressés, noirs, de 0,5 à 1 mm de haut (figure 4); ils produisent de très nombreuses conidies ovoïdes (15 à 20 par ramification) d'un diamètre de 2 à 3 µm à l'aspect vitreux et faiblement colorées.

Les périthèces apparaissent sur les végétaux morts depuis plusieurs années, ils ont un diamètre de 1,5 à 2 mm et sont recouverts d'une papille saillante noire et très dure. A maturité, ils se crevassent et libèrent les asques très allongées (280-380 x 8-15 µm) contenant chacun huit ascospores alignées. Ces dernières sont noires et opaques à maturité, pointues aux deux extrémités, et mesurent 40-48 x 7µm.

Ce champignon produit aussi des pycnides qui naissent au sein des sclérotes et produisent des spores volumineuses de couleur brune.