大花萱草的根分為肉質根和須根，肉質根呈紡錘狀，須根多生長在肉質根上，具短根狀莖。根多少呈繩索狀，粗1.5-3毫米。葉長50-80厘米，通常寬1-2厘米，柔軟，上部下彎。

　　大花萱草的葉翠綠狹長，基生呈帶狀排成兩列。花苔從中部抽出，螺旋狀聚傘花序，每個花絮可著花數十朵。花蕾似簪，開如漏斗，裂片翻卷，為百合形花冠，花瓣先端裂開。花被基部合生呈筒狀，雄蕊6枚，3長3短，花藥呈丁字形背著在花絲頂端，除藍色和純白色以外其余花色均有栽培品種。花徑變化大，花形各異，花期從晚春一直到秋季。大多數品種的花只開一天，但盛花期可以延續幾周甚至幾個月，有些品種單花壽命可超過24小時。蒴果，黑褐色，多棱形，有光澤，自然結實率低，但大部分品種不結實。

　　花萱與葉近等長，不分枝，在頂端聚生2-6朵花;苞片寬卵形，寬1-2.5厘米，先端長漸尖至近尾狀，全長1.8-4厘米;花近簇生，具很短的花梗;花被金黃色或桔黃色;花被管長1-1.7厘米，約1/3-2/3為苞片所包(最上部的花除外)，花被裂片長6-7.5厘米，內三片寬1.5-2.5厘米。蒴果橢圓形，稍有三鈍棱，長約2厘米。

　　大花萱草的花期6-7月，果期8-10月。