Многолетнее травянистое растение высотой от 15 до 50 см, с косым корневищем и большим числом бурых корней. Стебли одиночные или немногочисленные, простые или ветвящиеся лишь в соцветии, округлые или слегка угловатые, прямостоячие или при основании дуговидно изогнутые, голые. Прикорневые листья обратноланцетные, длиной до 15 см, городчатые или неяснозубчатые по краю, оттянутые из узкоклиновидного основания в длинный черешок, равный пластинке; стеблевые листья линейные, в верхней части побега почти сидячие. Цветки на длинных цветоножках, в немногоцветковых верхушечных соцветиях. Чашечка голая, коническая; зубцы её плотно прижаты к венчику, они несколько длиннее трубки, продолговато-ланцетные, шириной до 1,5 мм, туповатые. Венчик светло-голубой, широковоронковидный, до 5 см в диаметре, разделён на заострённые доли на 1/2-2/3 своей длины. Плоды — коробочки. Цветёт в июне-июле, плоды созревают в июле-августе.
Почти весь ареал вида лежит в пределах нашей страны (выходит за пределы в Украину и Монголию). В России он приурочен к южной половине европейской части, предгорьям Северного Кавказа, лесостепной полосе Западной Сибири. В Средней России встречается в Московской, Тульской, Орловской, Рязанской областях, а также в степях всех областей чернозёмной полосы. Растёт в луговых степях и на остепнённых лугах. В Пензенской, Нижегородской областях, Чувашии, Мордовии замещается близким видом — Колокольчиком волжским с линейными и острыми (а не продолговатыми и туповатыми) зубцами чашечки и фиолетовым венчиком.
