Дрэва валоцкага арэха дасягае вялізных памераў і глыбокай старасцi. Ствол пакрыты серай карой, галіны ўтвораць надзвычай шырокую крону. Лісце складаныя, непарнаперыстыя, якія складаюцца з 4, 6 і 8 пар падоўжаных яйкападобных лісточкаў; яны бываюць ад 40 да 70 сантыметраў даўжынёй, распускаюцца разам з кветкамі. Кветкі аднадомные, сабраныя вісячымі сярожкамi.