那珂川右岸の段丘上に位置する前方後円墳で、もとは小船渡1号墳と言われてましたが、石室が前方部と後円部にあることから二ツ室古墳と呼ばれるようになりました。現状は、埋め戻されたり、土嚢で塞がれたりで石室は見ることができません。
墳丘は全長46.5mで、前方部を西北西に向ける。埋葬施設は、後円部が南南西に開口する川原石積みの無袖式横穴石 室で、全長7.13m、奥壁幅1.62mを測り、細長い印象を持ちます。前方部も同じく南南西に開口する無袖式横穴石室で、玄室長4.8mを測ります。築造年代は、6世紀後半から7世紀初頭と推定される。