达尔文睡莲是多年水生草本植物；根状茎短粗。叶纸质，正圆形，正面绿色，背面浅红色，叶脉明显，叶径21×20厘米。茎：花柄红色，着生有茸毛。叶柄长达60厘米。
花粉白色（外层9.pk White 内层7.p.Pink），牡丹型，花朵浮水，直径13厘米。花蕾绿色，长桃形。萼片数5，背面绿色，正面白色。花瓣数36，花瓣较宽，雌雄蕊均为黄色。内轮不变成雄蕊；雄蕊比花瓣短，花药条形，长3-5毫米；柱头具5-8辐射线。
浆果球形，直径2-2.5厘米，为宿存萼片包裹；种子椭圆形，长2-3毫米，黑色。花期6-8月，果期8-10月。
