Многолетник с укороченным толстым ползучим корневищем. Стебель достигает высоты 45 см.
Цветок, как правило, одиночный, лиловый или бледно-фиолетовый с крапчатостью на нижней стороне губы.
Цветет в июне — июле, живет несколько десятков лет. При размножении семенами необходимо присутствие в почве грибов-симбионтов, без которых прорастание затруднено.
Растет в лиственных и сосновых лесах, в зарослях кустарников, на берегах рек. Ареал охватывает европейскую территорию России, Урал, юг Западной и Восточной Сибири, а также Дальний Восток.
В европейских областях очень редок Если в результате сплошной рубки леса начинается олуговение, то башмачок крупноцветковый выпадает из растительной ассоциации. Выращивается в ботанических садах.
В культуре может размножаться вегетативно. Охраняется в Башкирском, Ильменском, Хинганском и многих других заповедниках. Внесен в Приложение II Конвенции СИТЕС.