Blüten stehen einzeln oder zu Zweit, sehr selten zu mehreren am Ende des Stengels und der Zweige. Blüten groß, 2,5-4 cm im Durchmesser (ausgebreitet gemessen), innen stets dottergelb, außen zuweilen grünlich, vor allem gegen den Grund zu und bei eben erblühten Blüten. Keine Blätter der Blütenhülle als Kelchblätter ausgebildet. Zahlreiche Staubblätter. Stengel aufsteigend oder aufrecht, grün, oft etwas rötlich verlaufen, vor allem am Grund, hohl, an den Knoten, die dem Boden aufliegen, zuweilen wurzelnd, spärlich verzweigt. Blätter trüb dunkelgrün, Seltener dunkel gelblich-grün, 8-15 cm im Durchmesser, rundlich bis nierenförmig, mit herzförmigem Grund, am Rand unregelmäßig gezähnt und zuweilen rötlich überlaufen, mit einem matten Glanz. März-Mai. 15-60 cm.

Braucht nassen, nährstoffreichen, humosen Lehm- oder Tonboden, der mäßig sauer sein kann. Besiedelt nasse Wiesen und Sumpfe, Gräben, Ufer und Flachmoore ebenso wie Auenwälder und vernässte Schläge in Wäldern aller Art. Geht in Gebirgen vorwiegend in Quellfluren, aber auch noch an nasse Stellen in der Lägerflur. Steigt in den Alpen bis über 2200 m. Häufig und meist in auffallenden Beständen.

Entgegen älterer Angaben soll die Sumpf-Dotterblume kein Protoanemonin enthalten. Dafür spricht, dass die Blütenknospen früher als Kapernersatz verwendet worden sind. Andererseits wird berichtet, dass der Verzehr von Blättern als Salat Erbrechen hervorrufe. Eine Giftwirkung wäre durch das Vorkommen von Saponinen und Alkaloiden zu erklären, über die Näheres nicht bekannt ist.