Epipedobates machalilla es un miembro casi no aposemático (excepto por los colores flash en la ingle) del género Epipedobates, que de otro modo es aposemático. Es el taxón hermano de E. tricolor según nuestra filogenia.

El disco en el Dedo III está ligeramente expandido. El Dedo I es generalmente más largo que el Dedo II. No hay franja en el Dedo II. El disco en el dedo del pie IV está expandido, sin franja. No hay pliegue tarsal externo. La membrana entre los dedos del pie es basal. La franja dorsolateral está ausente; la franja lateral oblicua está presente, extendiéndose hasta el ojo; y la franja ventrolateral está presente. El Dedo III está hinchado en machos. Los testículos son marrones.

La siguiente descripción se basa en un individuo en Estadio 25 de una serie de 15 renacuajos transportados en el dorso, procedentes de 17 km al noreste de Naranjal, Provincia Guayas, Ecuador. La longitud total es de 7.6 mm. El cuerpo está moderadamente deprimido, aproximadamente dos tercios más bajo que ancho, y de ancho similar a lo largo del cuerpo. El hocico es redondeado en vistas dorsal y lateral. Las narinas están ubicadas aproximadamente a medio camino entre los ojos y la punta del hocico. Los ojos están dirigidos dorsolateralmente; su diámetro es de 0.4 mm. El espiráculo es sinistral. El tubo cloacal es corto, cónico y dextral a la aleta ventral. La musculatura caudal es robusta; se estrecha gradualmente hacia la punta de la cola. La aleta ventral es ligeramente más alta que la aleta dorsal. La longitud de la cola es el 63% de la longitud total; la altura de la cola es el 15% de la longitud total; la altura de la aleta dorsal es de 0.2 mm en la mitad de la cola, sin extenderse sobre el cuerpo; la altura de la aleta ventral es de 0.3 mm en la mitad de la cola; y el extremo distal de la cola es redondeado. El disco oral está dirigido ventralmente, no umbeliforme, y el ancho del pico oral es de 0.7 mm. La fórmula de filas de dientes labiales es 2/3; la segunda fila superior está estrechamente interrumpida medialmente; la primera y segunda filas inferiores son subiguales en longitud a las filas superiores; la tercera fila inferior está interrumpida, poco desarrollada, más corta que las otras filas. Los picos mandibulares son delgados y aserrados; el pico mandibular superior tiene forma de arco ancho con procesos laterales largos;el pico mandibular inferior tiene forma de V. La parte media del labio superior está desnuda; hay papilas en el margen proximal del labio superior; el labio posterior está bordeado por una fila de papilas marginales. El dorso y los lados del cuerpo son marrón oscuro a gris; el abdomen es crema transparente con pigmento disperso anteriormente; la musculatura caudal es crema con motas marrón oscuro; las aletas son translúcidas con motas marrón oscuro dispersas en la parte proximal de la aleta dorsal. Los siguientes estados de caracteres se basan en renacuajos del Río Ayampe, Provincia Manabí, Ecuador. Las papilas del labio inferior están alineadas. P-3 es más corta que P-2. La lámina mandibular está aproximadamente 50% pigmentada de oscuro. Hay un collar oscuro. El espiráculo es tubular, y hay cromatóforos en el espiráculo. La orientación del tubo cloacal es paralela. La aleta caudal comienza en la unión cuerpo/cola, y la forma de la aleta ventral es arqueada.