Однолетнее растение высотой 5-35(50) см. Стебель прямой или слегка извилистый, нередко довольно мощный, ветвистый, красноватый или буровато-фиолетовый, покрытый белыми извилистыми вниз обращенными волосками, в нижней части ко времени цветения обычно безлистный. Нижние стеблевые листья клиновидные, с 1-2 туповатыми зубцами с каждой стороны; средние и верхние—яйцевидно-ланцетные, с 5-7 заострёнными зубцами; прицветные — широко яйцевидные, широко и коротко клиновидные, с 5-7 узкими, острыми, длинноостистыми и обычно изогнутыми зубцами. Все листья зелёные, голые (иногда лишь сверху слегка шероховатые от мягких щетинок), по краям с мелкими белыми шипиками. Цветки собраны в верхушечное густое соцветие, сильно удлиняющееся и прерывистое к концу цветения. Чашечка голая или покрытая мелкими щетинками, с длинными узкими зубцами, превышающими зрелый плод. Венчик 6-10 мм длиной, бледно-фиолетовый или голубой, с более светлой нижней губой, с фиолетовыми и тёмно-пурпурными полосками и с жёлтым пятном на ней. Плоды — коробочки, длинно-реснитчатые по краю. Цветёт в июле-сентябре, плоды созревают, начиная с августа, до поздней осени.
Распространена в Европе. В России встречается в европейской части, не заходя на восток дальше Волги. В Средней России обычна во всех областях.
Растёт на опушках, полянах, в сосняках, на песчаных дюнах, выходах известняка; занимает более сухие местообитания, чем другие виды очанок.
Изредка встречается слегка опушённая — Очанка Рейтера, в целом похожая на очанку прямую, особенно формой прицветных листьев и характером их зубцов, и отличающаяся от неё лишь рассеянным или густым опушением из коротких белых шиповатых волосков.
