首烏藤藤莖呈長圓柱形, 稍扭曲, 具分枝, 長短不一, 直徑3~7mm。表面粗糙, 棕紅色或紫褐色, 粗糙, 有明顯扭曲的縱皺紋。節部略膨大, 有分枝痕。外皮菲薄, 可剝離。質脆, 斷面皮部棕紅色, 木部淡黃色或淡棕色, 中央為白色疏松的髓部。氣微, 味微苦、澀。以枝條粗壯、均勻, 外皮棕紅色者為佳。
橫切面表皮細胞有時殘存。木栓細胞3~4列, 含棕色色素。皮層較窄。中柱鞘纖維束斷續排列成環, 纖維壁甚厚, 木化；在纖維束間時有石細胞群。韌皮部較寬。形成層成環。木質部導管類圓形, 直徑約至204μm, 單個散列或數個相聚。髓較小。薄壁細胞含草酸鈣簇晶。