Зубр является самым тяжёлым и крупным наземным млекопитающим Европы, но в то же время, уже в конце XIX века отмечалась тенденция к уменьшению размеров европейского зубра. Ещё в первой половине XX века встречались взрослые самцы беловежского подвида, достигавшие массы 1200 килограмм. Взрослые быки кавказского подвида были несколько легче — их масса в среднем составляла 480 кг, не превышая 700 килограмм у самых крупных животных.

Современные зубры уступают в размерах как своим предкам (и их сохранившимся чучелам), жившим век назад, так и одному из подвидов американских бизонов — лесному бизону (лат. Bison bison athabascae). Масса современных взрослых самцов беловежского подвида колеблется от 400 до 920 кг. В справочниках, впрочем, до настоящего времени указывается масса до 1000 кг. Выраженная разница в массе самцов и самок становится заметна к трём годам и сохраняется на протяжении всей жизни. Тёлочки при рождении в среднем весят около 24 кг против 28 кг у бычков. В первые три месяца жизни они удваивают свою массу, а к концу первого года она, в среднем, составляет 175 кг у коров и 190 килограмм у быков. К четырём годам быки весят в среднем около 467 кг против 341 кг у коров, а к 6 годам — быки в среднем весят 634 кг (от 436 до 840 кг), а коровы — 424 (от 340 до 540 кг). 

Длина туловища взрослых шестилетних быков может достигать 300 см, высота в холке — 188 сантиметров, окружность грудной клетки — 280 см. Самки имеют несколько меньшие размеры: длина туловища — 270 см, высота в холке — 167 см и охват грудной клетки — 246 см.