Esta ave se encontraba entre las más pequeñas de los 'o'os hawaianos, si no la especie más pequeña, con poco más de 20 centímetros (7,9 pulgadas) de largo. [1] La cabeza, las alas y la cola eran negras. El resto de la parte superior era de color marrón pizarroso, tornándose rojizo en la grupa y los flancos. La garganta y el pecho eran negros con barras blancas, lo que era particularmente prominente en las hembras. Las plumas centrales de la cola eran largas y había un pequeño mechón de plumas grises debajo de la base del ala. Si bien el pico y las patas eran negros, las plumas de las patas eran de un intenso amarillo dorado. Era el único 'ō'ō conocido que tenía ojos con iris amarillo. Como otros mieleros, tenía un pico afilado y ligeramente curvado para tomar muestras de néctar. Sus fuentes de néctar favoritas eran las especies de Lobelia y el árbol ʻohiʻa lehua . Esta especie también fue observada alimentándose en árboles de lapalapa . También comía pequeños invertebrados y frutos . El Kauaʻi ʻōʻō era muy vocal y hacía llamadas huecas, erráticas, parecidas a una flauta. Se sabía que tanto los hombres como las mujeres cantaban.