东北堇菜，多年生草本，无地上茎，高6-18厘米。
根状茎缩短，垂直，长5-12毫米，节密生，呈暗褐色，常自一处发出数条较粗壮的褐色长根，根通常平滑，向下斜伸或有时稍横生。
叶3或5片以至多数，皆基生；
叶片长圆形、舌形、卵状披针形，下部者通常较小呈狭卵形，长2-6厘米，宽0.5-1.5厘米，花期后叶片渐增大，呈长三角形、椭圆状披针形，稍呈戟形，长可达10余厘米，宽达5厘米，最宽处位于叶的最下部，先端钝或圆，基部截形或宽楔形，下延于叶柄，边缘具疏生波状浅圆齿，有时下部近全缘，两面无毛或被疏柔毛，下面有明显隆起的中脉；
叶柄较长，长2.5-8厘米，上部具狭翅，花期后翅显著增宽，被短毛或无毛；
托叶膜质，下部者呈鳞片状，褐色，上部者淡褐色、淡紫色或苍白色，约2/3以上与叶柄合生，离生部分线状披针形，先端渐尖，边缘疏生细齿或近全缘；
花紫堇色或淡紫色，较大，直径约2厘米；
花梗细长，通常超出于叶，无毛或被短毛，通常在中部以下或近中部处具2枚线形苞片；
萼片卵状披针形或披针形，长5-7毫米，先端渐尖，基部的附属物短（长1.5-2毫米）而较宽，末端圆或截形，通常无齿，具狭膜质边缘，具3脉；
上方花瓣倒卵形，长11-13毫米，宽约5-8毫米，侧方花瓣长圆状倒卵形，长11-15毫米，宽约4-6毫米，里面基部有长须毛，下方花瓣连距长15-23毫米，距圆筒形，粗而长，长5-10毫米，末端圆，向上弯或直；
雄蕊的药隔顶端附属物长约1.5毫米，花药长约2毫米，下方2枚雄蕊的距长约4-6毫米；
子房卵球形，长约2.5毫米，无毛，花柱棍棒状，基部细而向前方膝曲，上部较粗，柱头两侧及后方稍增厚成薄而直立的缘部，前方具明显向上斜升的短喙，喙端具较粗的柱头孔。
蒴果长圆形，长1-1.5厘米，无毛，先端尖。
种子多数，卵球形，长1.5毫米，无毛，淡棕红色。
花果期4月下旬至9月。
