De grootte van een bruine beer, meestal gemeten in lichaamsmassa, is zeer variabel en hangt samen met de mate waarin hij toegang heeft tot voedsel. Zo zijn beren die zich ophouden in gebieden met toegang tot open plekken, dekking en vocht of water gemiddeld groter, terwijl beren die zich ophouden in omheinde bosgebieden of dorre, schaars begroeide gebieden, die beide een suboptimale foerageerhabitat voor bruine beren vormen, gemiddeld kleiner zijn. De bruine beer in Noord-Europa (d.w.z. Scandinavië, Oost-Europa, West-Rusland), Yellowstone National Park of het binnenland van Alaska weegt per seizoen gemiddeld tussen 115 en 360 kg, van gemiddeld laag volwassen vrouwtjesgewicht in de lente tot gemiddeld hoog volwassen mannetjesgewicht in de herfst. Bruine beren uit de Yukon-delta, het binnenland van British Columbia, Jasper National Park en Zuid-Europa (d.w.z. Spanje, de Balkan) kunnen gemiddeld tussen 55 en 175 kg wegen. Deze variaties in massa vertegenwoordigen slechts twee wijdverspreide ondersoorten, de grizzlybeer in Noord-Amerika en de Euraziatische bruine beer in Europa. Door het gebrek aan genetische variatie binnen de ondersoorten, spelen de milieuomstandigheden in een bepaald gebied waarschijnlijk de grootste rol bij dergelijke gewichtsvariaties.
De grizzly is vooral variabel in grootte, aangezien grizzly’s uit de grootste populaties, d.w.z. het binnenland van Alaska, met de zwaarste gewichten geregistreerd in Nelchina, Alaska, bijna drie keer zwaarder zijn bij mannetjes dan de kleinste grizzly’s uit Alberta, Canada’s Jasper National Park. De grizzly’s van Nelchina wegen gemiddeld zo’n 207 kg, terwijl de grizzly’s van Jasper gemiddeld zo’n 74 kg wegen. De omsloten taigahabitat van Jasper is waarschijnlijk een suboptimale foerageerhabitat voor grizzly’s, omdat zij op grote schaal moeten rondtrekken en schaars moeten eten, waardoor hun lichaamsgewicht afneemt en de beren het risico lopen te verhongeren, terwijl de toendra en de prairie aan de oppervlakte blijkbaar ideaal zijn om te eten. Zelfs elders in Alberta zijn gewichten van gemiddeld meer dan het dubbele van die van Jasper grizzly’s vastgesteld. Bij grizzlyberen uit de subarctische zone, van de Brooks Range tot de Mackenzie Mountains, wordt een geleidelijke afname van de lichaamsgrootte waargenomen, vermoedelijk omdat het voedsel in dergelijke gebieden veel schaarser wordt, hoewel misschien de meest noordelijk geregistreerde grizzlybeer ooit, in de Northwest Territories, een groot en gezond mannetje was met een gewicht van 320 kg (710 lb), meer dan tweemaal zoveel als een gemiddeld mannetje in de buurt van de noordpoolcirkel weegt. Gegevens uit Eurazië wijzen eveneens op een verminderde lichaamsmassa bij subarctische bruine beren, gebaseerd op de gewichten van beren uit Noord-Finland en Jakoetië.
De lengte van hoofd en lichaam bij grizzlyberen bedraagt gemiddeld 1,8 tot 2,13 m (5 ft 11 in tot 7 ft 0 in), terwijl die bij Euraziatische bruine beren eveneens gemiddeld 1,7 tot 2,1 m bedraagt. De schouderhoogte van volwassen beren bedroeg in Yellowstone gemiddeld 95,2 cm (voor beren van vijf jaar en ouder) en in Slowakije gemiddeld 98,5 cm (voor beren van tien jaar en ouder). Op de achterpoten staand, een houding die slechts sporadisch wordt aangenomen, kunnen bruine beren van typische grootte een stahoogte bereiken van 1,83 tot 2,75 m (6 ft 0 in tot 9 ft 0 in). Uitzonderlijk grote inlandse exemplaren zijn gemeld in verschillende delen van Noord-Amerika, Europa, Rusland en zelfs Hokkaido. De grootste geregistreerde grizzly’s uit Yellowstone en de staat Washington wogen beide ongeveer 500 kg en in Oost-Europa zijn in Slowakije en Bulgarije beren gewogen tot 400 kg, ongeveer het dubbele van het gemiddelde gewicht voor mannelijke beren in deze streken. Van de ondersoorten grizzlyberen en bruine beren in Europa zijn de grootste exemplaren naar verluidt geschoten, respectievelijk 680 kg en 481 kg. De laatstgenoemde beer, uit West-Rusland, zou een kop-romplengte hebben van iets minder dan 2,5 m.
In Eurazië neemt de grootte van de beren ruwweg toe van het westen naar het oosten, met de grootste beren daar inheems in Oost-Rusland. Zelfs bij de genomineerde ondersoort neemt de grootte toe in de oostelijke grenzen, met volwassen mannetjesberen in Arkhangelsk Oblast en Bashkortostan die gewoonlijk zwaarder zijn dan 300 kg (660 lb). In populaties in het binnenland van Rusland kunnen ook beren van gemiddelde grootte voorkomen. Net als de grizzly en de Euraziatische bruine beer, kunnen populaties van de Ussuri bruine beer (U. a. lasiotus) en de Oost-Siberische bruine beer (U. a. collaris) sterk in grootte verschillen. In sommige gevallen kunnen de grote volwassen mannetjes van deze populaties in grootte gelijk zijn aan de Kodiakbeer. Oost-Siberische bruine beren van buiten het sub-Arctische gebied en Ussuri-bruine beren van het vasteland zijn gemiddeld ongeveer even groot als de populaties grizzlyberen met de grootste lichaamsbouw, d.w.z. die op een vergelijkbare breedtegraad in Alaska, en zij hebben gewichten van 100 tot 400 kg (220 tot 880 lb) in de loop der seizoenen. Anderzijds zijn de Ussuri bruine beren die in de insulaire populatie van Hokkaido worden gevonden, gewoonlijk vrij klein, met een gewicht van minder dan 150 kg (330 lb), precies de helft van het gewicht dat voor mannelijke Ussuri bruine beren uit het Khabarovsk Krai wordt gemeld. Dit is vermoedelijk te wijten aan de ingesloten gemengde boshabitat van Hokkaido. Een soortgelijke verkleining is gemeld bij Oost-Siberische bruine beren uit Jakoetië, waar zelfs volwassen mannetjes gemiddeld rond de 145 kg (320 lb) wegen, dus ongeveer 40% minder dan het gemiddelde gewicht van mannetjesberen van dit subtype uit centraal Siberië en het Tsjoektsjen-schiereiland.
In lineaire afmetingen en gemiddelde lichaamsmassa kunnen verschillende ondersoorten wedijveren om de titel van kleinste subtype, hoewel tot nu toe hun gerapporteerde lichaamsmassa’s in grote lijnen overeenkomen met die van de kleiner gebouwde populaties van Euraziatische bruine en grizzlyberen. Leopold (1959) beschreef de nu uitgestorven Mexicaanse grizzlybeer die, volgens Rausch (1963), het kleinste subtype grizzlybeer in Noord-Amerika was, hoewel de exacte parameters van zijn lichaamsgrootte vandaag niet bekend zijn. Beren van de Syrische ondersoort (U. a. syriacus) wegen op volwassen leeftijd naar verluidt ongeveer 100 tot 160 kg (220 tot 350 lb). De Himalaya bruine beer (U. a. isabellinus) is een andere concurrent voor de kleinste ondersoort; in Pakistan weegt dit subtype gemiddeld zo’n 70 kg (150 lb) bij vrouwtjes en 135 kg (298 lb) bij mannetjes. Vrouwtjes van bruine beren uit de Himalaya hebben een gemiddelde lengte van kop en lichaam van slechts 1,4 m (4 ft 7 in). Bruine beren van de compacte Gobi-woestijnpopulatie, die de laatste decennia meestal niet meer als aparte ondersoort wordt vermeld, wegen tussen de seksen zo’n 90 tot 138 kg (198 tot 304 lb), waarmee ze qua gewicht vergelijkbaar zijn met beren uit de Himalaya en zelfs zwaarder zijn dan grizzly’s uit Jasper National Park. Van de Gobi-beer is echter bekend dat hij in kop-romplengte maar 1 m meet, wat hem, als het klopt, tot de kleinste bekende bruine beer in lineaire afmetingen zou maken. Deze kleinste ondersoorten bruine beren komen vooral voor in habitats van het type “barre grond”, d.w.z. subwoestijn bij beren van de Syrische ondersoort en het Gobi-subtype, en dorre alpenweiden bij bruine beren uit de Himalaya.
De grootste ondersoorten zijn de Kodiakbeer (U. a. middendorffi) en de twijfelachtig onderscheiden peninsulaire reuzenbeer of bruine kustbeer (U. a. gyas). Ook de uitgestorven Californische grizzlybeer (U. a. californicus) was tamelijk groot. Eenmaal volwassen, kan de lichaamsmassa van een typische Kodiakbeer variëren van 120 tot 318 kg (265 tot 701 lb) en vanaf de geslachtsrijpe leeftijd, variëren de mannetjes van 168 tot 675 kg (370 tot 1.488 lb). Volgens het Guinness Book of World Records is de gemiddelde mannelijke Kodiakbeer 2,44 m lang (kop-staart) en heeft hij een schouderhoogte van 1,33 m. Gemiddeld wogen de mannetjes van het eiland Kodiak en van de kust van Alaska 312 tot 389 kg in het voorjaar en 389 kg in het najaar, met een gemiddelde lichaamsgewicht van 357 kg, terwijl de vrouwtjes 202 tot 256 kg wogen, met een gemiddelde lichaamsgewicht van 224 kg. Tegen de tijd dat zij de leeftijd van acht à negen jaar bereiken of overschrijden, hebben mannelijke Kodiakberen de neiging veel groter te zijn dan pas volwassen zesjarige mannetjes, waarbij hun gemiddelde gewicht binnen drie jaar verdrievoudigd kan zijn en zij een gemiddelde kunnen bereiken tussen 360 en 545 kg (794 en 1.202 lb). De gerapporteerde gemiddelde lichaamsmassa’s van volwassen ijsberen van beide geslachten lijken sterk op die van de reuzenbeer van het schiereiland en de Kodiakbeer. Op grond van hun ongeveer overeenkomstige lichaamsafmetingen kunnen de twee subtypes en de soort beide met recht worden beschouwd als het grootste levende lid van de berenfamilie Ursidae en de grootste nog levende terrestrische carnivoren. De grootste algemeen aanvaarde grootte voor een wilde Kodiakbeer, en ook voor een bruine beer, was die van een beer die in de herfst van 1894 in English Bay op Kodiak Island werd gedood, omdat van deze beer verschillende metingen werden verricht, waaronder een lichaamsmassa van 751 kg, en een achterpoot en een schedeldier werden onderzocht en geverifieerd door het Guinness Book of World Records. Er zijn beweringen gedaan over grotere bruine beren, maar deze lijken slecht gedocumenteerd en niet geverifieerd te zijn en sommige, zelfs als ze door gerenommeerde auteurs worden aangehaald, kunnen dubieuze beweringen van jagers zijn.
De grootste variëteit bruine beren uit Eurazië is de Kamtsjatkaanse bruine beer (U. a. beringianus). Van de Kamtsjatkaanse bruine beren van de afgelopen decennia is bekend dat oude mannetjes tegen de herfst een lichaamsmassa van 500-685 kg bereiken, waarmee dit subtype ruim binnen de maten van de Kodiakbeer valt en wordt beschouwd als het grootste van de nog bestaande Russische subtypes. Er is echter een afname van de lichaamsgrootte van U. a. berigianus geconstateerd, waarschijnlijk in samenhang met overbejaging. In de jaren zestig en zeventig wogen de meeste volwassen bruine beren in Kamtsjatkan slechts tussen de 150 en 285 kg; maar het gemiddelde gewicht van volwassen mannetjesberen werd in 2005 geschat op 350 tot 450 kg.