长毛月见草，直立二年生草本，具粗大主根；
茎高50-200厘米，粗5-20毫米，不分枝或分枝，密被近贴生的曲柔毛与长毛。
基生叶莲座状，狭倒披针形，长15-30厘米，宽1.5-4厘米，先端锐尖，基部渐狭，边缘具明显的浅齿，侧脉10-13对，淡绿色，有时淡红色，两面被贴生的曲柔毛与长柔毛，叶柄长1.5-2.5厘米；
茎生叶暗绿色或灰绿色，自下而上由大变小，倒披针形至椭圆形，长8-20厘米，宽1.2-3厘米，先端锐尖，基部楔形，边缘具浅齿，下部有时具浅波状齿，侧脉10-12对，两面尤下面脉上被近贴生的曲柔毛与长柔毛；
叶柄自下而上变短，长0-8毫米。
花序穗状，生茎顶端，不分枝，顶端直立；
苞片披针形至狭椭圆形或卵形，近无柄，长过花蕾，长2-7厘米，宽0.7-2厘米，先端锐尖，基部宽楔形或钝圆。
花蕾锥状圆柱形至圆柱状，长1-2厘米，径3-5毫米，顶端具长1-3毫米的喙；
花管淡黄色或红色，长2.5-4.2厘米，径约1毫米，密被贴生曲柔毛与疏生伸展或贴生的长柔毛，有时混生稀疏的腺毛；
萼片绿色至黄绿色，披针形，长1-1.8厘米，宽2.5-4.5毫米，毛被同花管的但更密；
花瓣黄色或淡黄色，宽倒卵形，长1-2厘米，宽2-2.2厘米，先端微凹缺；
子房长0.7-1.5厘米，密被曲柔毛与近贴生或伸展的长柔毛；
花丝长7-15毫米；
花药长5-10毫米；
花粉约50％发育；
花柱长3-5厘米，伸出花管部分长0.4-1.4厘米；
柱头围以花药，裂片长3-9毫米，花粉直接授在裂片上。
蒴果圆柱状，向上渐变狭，长2-4厘米，径5-6毫米，毛被同子房，但较稀疏，灰绿色至暗绿色，具红色条纹与淡绿色脉纹，裂片顶端直立。
种子短楔形，长1-2毫米，径0.5-1.2毫米，深褐色，具棱角，各面具不整齐洼点。
花期7-9月，果期9-10月。
