Mărimea ursului brun, măsurată cel mai adesea în masă corporală, este foarte variabilă și este corelată cu gradul de acces la hrană. Prin urmare, urșii al căror areal de distribuție se află în zone cu acces la deschideri, adăpost și umiditate sau apă sunt, în medie, mai mari, în timp ce acei urși care se distribuie în zone împădurite închise sau în regiuni aride, cu vegetație rară, ambele având tendința de a fi habitate suboptime de hrănire pentru urșii bruni, sunt în medie mai mici. Ursul brun din nordul Europei (adică din Scandinavia, Europa de Est, vestul Rusiei), din Parcul Național Yellowstone sau din interiorul Alaskăi cântărește în medie, în funcție de sezon, între 115 și 360 kg (254 și 794 lb), de la greutatea medie scăzută a femelelor adulte primăvara până la greutatea medie ridicată a urșilor masculi în toamnă. Urșii bruni din Delta Yukonului, din interiorul Columbiei Britanice, din Parcul Național Jasper și din sudul Europei (de exemplu, Spania, Balcani) pot cântări în medie între 55 și 175 kg (121 și 386 lb). Aceste variații de masă reprezintă doar două subspecii răspândite, ursul grizzly din America de Nord și ursul brun eurasiatic din Europa. Din cauza lipsei de variație genetică în cadrul subspeciilor, condițiile de mediu dintr-o anumită zonă joacă probabil cel mai mare rol în aceste variații de greutate.
Grizzly este deosebit de variabil în ceea ce privește mărimea, grizzly din cele mai mari populații, adică din interiorul Alaskăi, cu cele mai mari greutăți înregistrate în Nelchina, Alaska, fiind de aproape trei ori mai grei la masculi decât cei mai mici grizzly din Parcul Național Jasper din Alberta, Canada. Între sexe, grizzlii din Nelchina au o medie de aproximativ 207 kg (456 lb), în timp ce grizzlii din Jasper au avut o medie de aproximativ 74 kg (163 lb). Habitatul închis de taiga din Jasper este, probabil, un habitat de hrănire suboptimal pentru grizzly, cerându-le să se deplaseze la scară largă și să se hrănească rar, reducând astfel greutatea corporală și expunând urșii la riscul de a muri de foame, în timp ce în suprafețe, zonele din tundră și preerie sunt aparent ideale pentru hrănire. Chiar și în alte părți din Alberta, au fost înregistrate greutăți medii de peste două ori mai mari decât cele ale grizzly din Jasper. O diminuare treptată a dimensiunii corporale este observată la urșii grizzly din zona subarctică, de la Brooks Range până la Munții Mackenzie, probabil pentru că hrana devine mult mai rară în astfel de regiuni, deși poate cel mai nordic urs grizzly înregistrat vreodată, în Teritoriile de Nord-Vest, a fost un mascul mare și sănătos care cântărea 320 kg (710 lb), mai mult de două ori mai mult decât cântărește în medie un mascul din apropierea Cercului Arctic. Datele din Eurasia indică, în mod similar, o masă corporală diminuată la urșii bruni subarctici, pe baza greutăților urșilor din nordul Finlandei și Yakutia.
Lungimea capului și a corpului la urșii grizzly este în medie între 1,8 și 2,13 m (5 ft 11 in și 7 ft 0 in), în timp ce la urșii bruni din Eurasia este, în mod similar, în medie între 1,7 și 2,1 m (5 ft 7 in și 6 ft 11 in). Înălțimea medie a umerilor adulților a fost de 95,2 cm (3 ft 1 in) în Yellowstone (pentru orice urs măsurat în vârstă de cinci ani sau mai mult) și o medie de 98,5 cm (3 ft 3 in) (pentru adulții de numai 10 ani sau mai mult) în Slovacia. Stând în picioare pe picioarele din spate, o poziție adoptată doar ocazional, se pare că urșii bruni cu dimensiuni tipice pot avea o înălțime în picioare cuprinsă între 1,83 și 2,75 m (6 ft 0 in și 9 ft 0 in). Exemplare interioare de dimensiuni excepționale au fost raportate în mai multe părți din America de Nord, Europa, Rusia și chiar în Hokkaido. Cei mai mari urși grizzly înregistrați din Yellowstone și din statul Washington cântăreau amândoi aproximativ 500 kg (1.100 lb), iar urșii est-europeni au avut în Slovacia și Bulgaria greutăți de până la 400 kg (880 lb), aproximativ dublu față de greutatea medie pentru urșii masculi din aceste regiuni. Dintre subspeciile de urs grizzly și urs brun eurasiatic, cele mai mari exemplare împușcate din fiecare fiind de 680 kg (1.500 lb) și, respectiv, 481 kg (1.060 lb). Ultimul urs, din vestul Rusiei, ar fi măsurat puțin sub 2,5 m (8 ft 2 in) în lungime cap și corp.
În Eurasia, mărimea urșilor crește aproximativ de la vest la est, cei mai mari urși de acolo fiind originari din estul Rusiei. Chiar și în cazul subspeciei nominalizate, mărimea crește în limitele estice, urșii masculi maturi din Arkhangelsk Oblast și Bashkortostan depășind în mod obișnuit 300 kg (660 lb). În populațiile din interiorul Rusiei pot apărea și alți urși de dimensiuni intermediare. La fel ca în cazul ursului grizzly și al ursului brun eurasiatic, populațiile de urs brun din Ussuri (U. a. lasiotus) și de urs brun din Siberia de Est (U. a. collaris) pot avea dimensiuni foarte diferite. În unele cazuri, este posibil ca masculii adulți de talie mare din aceste populații să fi fost la fel de mari ca ursul Kodiak. Urșii bruni din Siberia de Est din afara zonei subarctice și urșii bruni Ussuri continentali au în medie aproximativ aceeași mărime ca și populațiile de urși grizzly cu cel mai mare corp, adică cele de la o latitudine similară din Alaska, și au fost creditați cu greutăți cuprinse între 100 și 400 kg (220 și 880 lb) de-a lungul anotimpurilor. Pe de altă parte, urșii bruni Ussuri care se găsesc în populația insulară din Hokkaido sunt de obicei destul de mici, cântărind de obicei mai puțin de 150 kg (330 lb), exact jumătate din greutatea raportată pentru urșii bruni Ussuri masculi din Khabarovsk Krai. Acest lucru se datorează, probabil, habitatului forestier mixt închis din Hokkaido. O dimensiune la fel de redusă a fost raportată la urșii bruni din Siberia de Est din Yakutia, deoarece chiar și masculii adulți cântăresc în medie în jur de 145 kg (320 lb), deci cu aproximativ 40% mai puțin decât greutatea medie a urșilor masculi din acest subtip din Siberia centrală și din Peninsula Chukchi.
În ceea ce privește măsurătorile liniare și masa corporală medie, mai multe subspecii ar putea concura pentru titlul de cel mai mic subtip, deși, până în prezent, masele lor corporale raportate se suprapun în linii mari cu cele ale populațiilor cu corpuri mai mici de urși bruni și grizzly din Eurasia. Leopold (1959) a descris ursul grizzly mexican, acum dispărut, care, potrivit lui Rausch (1963), este cel mai mic subtip de urs grizzly din America de Nord, deși parametrii exacți ai dimensiunii corporale nu sunt cunoscuți în prezent. Se pare că urșii din subspecia siriană (U. a. syriacus) vor cântări la vârsta adultă între 100 și 160 kg (220 și 350 lb). Ursul brun din Himalaya (U. a. isabellinus) este un alt rival pentru cea mai mică subspecie; în Pakistan, acest subtip cântărește în medie aproximativ 70 kg (150 lb) la femele și 135 kg (298 lb) la masculi. Femelele de urs brun din Himalaya au fost citate cu o lungime medie a capului și a corpului de doar 1,4 m (4 ft 7 in). Urșii bruni din populația compactă a deșertului Gobi, care de obicei nu este listată ca subspecie distinctă în ultimele decenii, cântăresc în jur de 90 până la 138 kg (198 până la 304 lb) între sexe, deci au o greutate similară cu cea a urșilor din Himalaya și chiar mai grea decât a grizzly din Parcul Național Jasper. Cu toate acestea, s-a raportat că ursul din Gobi măsoară până la 1 m (3 ft 3 in) în ceea ce privește lungimea capului și a corpului, ceea ce, dacă este corect, ar face din el cel mai mic urs brun cunoscut în dimensiuni liniare. Aceste cele mai mici subtipuri de urși bruni se găsesc, în mod caracteristic, în habitate de tip „teren cu scoarță”, adică subdesert la urșii din subspecia siriană și subtipul Gobi și pajiște alpină aridă la urșii bruni din Himalaya.
Cele mai mari subspecii sunt ursul Kodiak (U. a. middendorffi) și ursul gigant peninsular sau ursul brun de coastă (U. a. gyas), cu o distincție îndoielnică. De asemenea, ursul grizzly din California (U. a. californicus), care a dispărut, era destul de mare. Odată ajunsă la maturitate, femela tipică de urs Kodiak poate avea o masă corporală cuprinsă între 120 și 318 kg (265 și 701 lb), iar de la maturitatea sexuală încolo, masculii au o masă corporală cuprinsă între 168 și 675 kg (370 și 1.488 lb). Potrivit Cărții Guinness a Recordurilor, masculul mediu al ursului Kodiak are o lungime totală de 2,44 m (8 ft 0 in) (de la cap la coadă) și o înălțime a umerilor de 1,33 m (4 ft 4 in). Atunci când se face o medie între greutatea minimă de primăvară și cea maximă de toamnă din ambele localități, masculii din insula Kodiak și din zona de coastă a Alaskăi cântăreau între 312 și 389 kg (688 și 858 lb), cu o masă corporală medie de 357 kg (787 lb), în timp ce aceleași cifre la femele erau cuprinse între 202 și 256 kg (445 și 564 lb), cu o masă corporală medie de 224 kg (494 lb). În momentul în care ating sau depășesc vârsta de opt sau nouă ani, urșii Kodiak masculi tind să fie mult mai mari decât masculii de șase ani proaspăt ajunși la maturitate, putându-și tripla greutatea medie în decurs de trei ani, și se pot aștepta să aibă o greutate medie cuprinsă între 360 și 545 kg (794 și 1.202 lb). Masele corporale medii adulte raportate pentru ambele sexe ale ursului polar sunt foarte asemănătoare cu cele ale ursului gigant peninsular și ale ursului Kodiak. Datorită mărimilor corporale aproximativ corespunzătoare, cele două subtipuri și specia pot fi considerate în mod legitim cel mai mare membru în viață al familiei de urși Ursidae și cele mai mari carnivore terestre existente. Cea mai mare dimensiune acceptată pe scară largă pentru un urs Kodiak sălbatic, precum și pentru un urs brun, a fost cea a unui urs ucis în English Bay, pe insula Kodiak, în toamna anului 1894, deoarece au fost făcute mai multe măsurători ale acestui urs, inclusiv o masă corporală de 751 kg (1.656 lb), iar un picior posterior și un craniu de probă au fost examinate și verificate de Cartea Recordurilor Guinness. S-au făcut afirmații despre urși bruni mai mari, dar acestea par a fi slab documentate și neverificate, iar unele, chiar dacă sunt recitate de autori de renume, pot fi afirmații dubioase ale vânătorilor.
Cea mai mare varietate de urs brun din Eurasia este ursul brun din Kamchatkan (U. a. beringianus). În cazul urșilor bruni din Kamchatkan din deceniile trecute, se știe că masculii bătrâni atingeau până în toamnă o masă corporală de 500-685 kg (1.102-1.510 lb), ceea ce plasează subtipul cu mult în limitele dimensiunilor ursului Kodiak și îl determină să fie considerat cel mai mare dintre subtipurile rusești existente. Cu toate acestea, s-a observat o scădere a dimensiunii corporale a lui U. a. berigianus, cel mai probabil în corelație cu vânătoarea excesivă. În anii 1960 și 1970, majoritatea urșilor bruni adulți din Kamchatkan cântăreau doar între 150 și 285 kg (331 și 628 lb); cu toate acestea, greutatea medie a urșilor masculi maturi a fost raportată ca fiind în medie între 350 și 450 kg (770 și 990 lb) în 2005.
.