Fosil dari K. aethiopicus hanya dapat ditemukan pada Formasi Tendaguru, yang berasal dari Kimmeridgium Akhir hingga awal Tithonium, sekitar 152 juta tahun lalu. Ratusan tulang ditemukan selama ekspedisi Jerman ke Afrika Timur Jerman sekitar 1909 hingga 1912. Meski tidak ditemukannya kerangka lengkap, sisa-sisa yang didapatkan cukup untuk memberi gambaran yang hampir sempurna dair bentuk tubuh hewan ini. Pada Formasi Tendaguru, Kentrosaurus hidup berdampingan dengan beragam jenis dinosaurus seperti dinosaurus theropodakarnivorElaphrosaurus dan Veterupristisaurus, beserta dengan sauropoda herbivor Giraffatitan dan Tornieria. Hewan ini juga hidup berdampingan dengan dryosauridaDysalotosaurus.
Kentrosaurus umumnya memiliki panjang sekitar 4-4.5 meter saat dewasa, serta memiliki berat sekitar 700-1600 kilogram. Mereka berjalan dengan empat kaki dengan kaki belakang yang tegak. Mereka juga memiliki kepala yang memanjang kedepan dan kecil, dengan paruh yang digunakan untuk mencabut material tumbuhan yang nantinya akan dicerna pada lambung yang besar. Mereka kemungkinan memiliki dua lapis sisik berlempeng kecil, yang perlahan menyatu menjadi runcing pada bagian panggul dan ekor. Runcing yang paling panjang adalah yang berada pada ekor, yang digunakan untuk melindungi hewan ini. Salahsatu ciri yang membedakan Kentrosaurus dengan stegosaurid lainnya adalah runcing besar pada kedua sisi pundak. Fosil femurnya juga memiliki dua jenis yang berbeda, menyarankan bahwa satu seks berukuran lebih besar dan bayak daripada satunya.
