Kakkerlakkenwespen zijn kleine tot grote wespen die in lengte variëren van 4 mm (in de tropen) tot bijna 30 mm. De kleine soorten van minder dan 12 mm zijn meestal zwart gekleurd of zwart met fraaie grijze, bruine en soms rode tekening. Grote tropische soorten zijn vaak fraai metaalglanzend blauw tot groenblauw, soms met rode dijen. Kakkerlakkenwespen zijn overwegend lopers, hoewel beide seksen goed kunnen vliegen. De vleugels zijn smal. De poten zijn goed aangepast om te lopen: ze zijn stevig en vaak vrij lang met gespierde dijen. Kleine, boombewonende soorten lijken vaak op mieren, terwijl op de grond jagende soorten verward kunnen worden met spinnendoders. Verder vallen kakkerlakkenwespen op door een tamelijk langgerekt lichaam, een lang pronotum en laag geplaatste antennen die als het ware op een sokkel zijn ingeplant. Kakkerlakkenwespen worden verdeeld in twee tribus (soms ook als subfamilies beschouwd): de Dolichurini die kakkerlakken vangen door ze aan een poot te grijpen, en de Ampulicini die de prooien vangen door het pronotum vast te klemmen tussen de krachtige kaken aan de onderkant en de verlengde clypeus aan de bovenkant. De Ampulicini hebben zo een unieke en zeer effectieve manier ontwikkeld om kakkerlakken te bemachtigen met weinig kans op ontsnapping vergeleken met de manier van de Dolichurini, waarbij de kakkerlakken hun poten kunnen amputeren om te ontsnappen. Het metasoma is aangepast aan het steken van kakkerlakken en loopt bij vrouwtjes kegelvormig spits toe (Dolichurini) of is sterk zijdelings afgeplat (Ampulicini). De steek is niet erg pijnlijk voor mensen. Bij mannetjes ontbreken de gespecialiseerde monddelen om prooien te vangen. Zij hebben een enigszins gedrongen, stomp metasoma met maar drie zichtbare tergieten.