Makroskopowo jest to biała lub jasnobrązowa masa o różnej twardości w zależności od zawartości kolagenu. Może być okrągłym lub guzkowatym guzem. Małe zmiany mogą być częściowo lub całkowicie otorbione, większe guzy są mniej odgraniczone i często rozciągają się jako wieloogniskowe zmiany w otaczających tkankach lub wzrastają w sposób rozlanie naciekający lub niszczący sąsiednie struktury. W guzach o wysokim stopniu złośliwości widoczne są krwotoki i obszary martwicy. Mikroskopowo guz jest zbudowany z wrzecionowatych komórek o niewielkich różnicach w wielkości i kształcie, o ubogiej cytoplazmie i niewyraźnych granicach komórek wplecionych we włókna kolagenowe o równoległym wzorze.
Złośliwość histologiczna (grade) jest ustalana za pomocą oceny komórkowości, zróżnicowania, indeksu mitotycznego i obecności martwicy. Włókniakomięsak o niskiej złośliwości histologicznej (wysoko zróżnicowany) charakteryzuje się obecnością jednolitych, uporządkowanych komórek w obfitej ilości kolagenu. Czasem komórki są ułożone na wzór jodełki lub szewronu, a w pozostałych przypadkach są ułożone w grube sznury. W guzach o wysokiej złośliwości komórki są bardziej upakowane, o mniejszych wymiarach i okrągłym kształcie, otoczone mniejszą ilością kolagenu. Jodełkowaty wzór ułożenia nie jest widoczny.