Makroskopische Merkmale
Der Hut des Kornblumen-Röhrlings ist etwa 5–10 cm breit und zitronengelb bis gelbocker, mit einer trockenen, grob filzigen Huthaut. Die Röhren des Pilzes sind am Stiel ausgebuchtet und wie die Poren weißlich bis blassgelblich, verletzt erst grünend, dann blauend. Der Stiel ist wie der Hut gefärbt, meist gekammert, wird im Alter hohl und zeigt als Abrisskante der Gesamthülle eine Pseudoringzone (abrupte Farbänderung des Stiels von hutfarben zu blass, fast weiß). Seine Oberfläche ist oft querrissig. Das Fleisch ist blass, mürbe und brüchig und verfärbt sich bei der kleinsten Verletzung sofort kornblumenblau (bei Gyroporus cyanescens fm. immutabilis bleibt das Blauen aus) oder im Fall von Gyroporus cyanescens var. vinosovirescens verfärbt es erst grünblau, um schließlich schwarz zu werden. Das Sporenpulver ist blass gelblich.
Mikroskopische Merkmale
Die Sporen sind glatt, unregelmäßig elliptisch und 9–10,5 × 5–6 Mikrometer groß. Die Hyphen des Kornblumen-Röhrlings haben wie fast alle Blasssporröhrlinge (mit Ausnahme von Gyroporus castaneus fm. afibulatus) im Gegensatz zu den meisten anderen Röhrlingen Schnallen.