大瓣芹，多年生草本，高20-60厘米。
根纺锤形；
根颈不分叉，残存有片状的枯萎叶鞘。
茎细，单一，通常光滑，稀被疏毛，中空，从中下部向上分枝，枝稀疏，互生。
基生叶有长柄，叶柄基部扩展成鞘；
叶片轮廓为长卵形，羽状全裂，羽片广卵形，5-6对，对生，长2-3厘米，再羽状深裂为披针形，边缘具齿，稀为无齿的小裂片，光滑或被疏毛；
茎生叶向上简化，裂片通常全缘，延长，叶鞘增宽为卵状披针形。
复伞形花序生于茎枝顶端，伞辐4-15，被密集的长柔毛和腺毛，直径3-5厘米；
总苞片线形，被毛；
小伞形花序有花15-20，小总苞片线形，与花序等长，被毛；
花两性，萼齿不等长，外面的齿线状披针形；
花瓣白色，外缘花的1瓣增大，2深裂，外面被毛，长达10毫米；
花柱基扁圆锥形，花柱延长，长于花柱基。
分生果椭圆形或长卵形，长6-8毫米，宽4-5毫米，被疏毛，果棱丝状，侧棱为浅色翅状；
每棱槽内有油管1，合生面油管2。
花期7月，果期8月。
