Descripción:
Nudibranquio de forma estilizada y alargada, ligeramente más ancho en su parte anterior, que puede llegar a alcanzar los 35 milímetros de longitud. El color de fondo del manto y el cuerpo es azul oscuro. El manto está rodeado por un borde de color naranja que puede volverse blanco en los extremos del animal, cabeza y parte trasera. La zona central del manto presenta una línea que va desde el centro de los rinóforos hasta la parte trasera de las branquias, a las que rodea y continúa detrás hasta cerca del borde posterior del manto, del color blanco en los ejemplares jóvenes, amarilleando en los adultos. A ambos lados de esta línea central suele haber manchas azul turquesa redondeadas o alargadas y perfectamente alineadas. Puede presentar también una fina línea blanca en cada una de las mitades del manto, entre la línea central y el borde del mismo. En los laterales del cuerpo hay también una línea longitudinal blanquecina o amarillenta que rodea la papila genital formando un anillo a su alrededor; estas líneas se unen en la cola formando una línea central.

Hábitat y biología:
Desde la zona intermareal hasta los 100 metros de profundidad, sobre fondos rocosos, como paredes verticales, entre rocas o bajo piedras, ricos en esponjas e invertebrados. Presentan entre 2 y 5 glándulas defensivas en el borde posterior del manto y ocasionalmente también en su borde anterior, a la altura de los rinóforos. Se han aislado de su cuerpo metabolitos secundarios, como la "longifolina", extraídos de su alimento, esponjas del género Dysidea (Dysidia avara y Dysidia fragilis), con una clara función defensiva al ser expulsados al exterior.

Distribución:
Desde el Golfo de Vizcaya hasta el Mediterráneo oriental, incluyendo las Islas Canarias, Azores y Madeira.

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Especies semejantes:
Felimare fontandraui (Pruvot-Fol, 1951), la línea central longitudinal de su manto finaliza en forma de "ancla" delante de sus rinóforos y el borde del manto presenta una ancha banda plana.
Felimare villafranca (Risso, 1818), presenta varias líneas longitudinales en su manto, que pueden ser continuas o discontinuas y unirse o permanecer separadas. Los juveniles de esta especie sí que pueden ser fácilmente confundidos con Felimare tricolor.

Curiosidades:    
El nombre de la especie, tricolor, es una palabra compuesta por dos términos latinos, tri, tres, y color, color, y hace referencia a los tres colores que presenta.