De grote bosmuis lijkt sterk op de bosmuis. De kleur van de rug is echter veelal meer oranje, de buik is helderwit en de grens tussen beide is scherp. Over de keel loopt een (meestal) ononderbroken oranje band. De grote bosmuis is gemiddeld groter en de helft zwaarder dan de bosmuis, met een kopromplengte die meer dan 13 cm kan bedragen en een gewicht tot 50 g (Twisk et al. 2010). Determinatie van onvolwassen en atypische dieren en van in het vrije veld waargenomen exemplaren kan echter lastig zijn. Bij vangsten en vondsten kan naast de uiterlijke kenmerken ook de achtervoetlengte (>23 mm) gebruikt worden als determinatiekenmerk.