Монокарпик, живущий 1-2 года, 10-20 (редко до 40) см высотой. Листорасположение очередное, листья продолговатые с крупными лировидно-раздельными прилистниками. Цветки одиночные, 2-3 см в диаметре, неправильные, с 5 зелеными чашелистиками и 5 неравными лепестками, из которых 2 верхних имеют сине-фиолетовую окраску, 2 боковых - синюю или желтую, а самый крупный нижний лепесток, снабженный шпорцем, - желтую; тычинок 5, пестик один с верхней завязью. Плоды - коробочки с желтовато-коричневыми семенами, при созревании растрескивающиеся по швам. Цветет с мая до поздней осени, первые плоды созревают в июне.

Широко распространена в лесной полосе европейской части и в Западной Сибири. Растет на парах, молодых залежах, в садах, огородах, посевах, по обочинам дорог и другим местообитаниям с нарушенным растительным покровом, реже на лугах, опушках и полянах светлых лесов.

Надземные части содержат рутин (в листьях - до 0,13%), красящие вещества, эфирное масло, сапонины, каротиноиды, аскорбиновую кислоту (до 300 мг%). Применяются как отхаркивающее средство при катарах верхних дыхательных путей. Препараты из них усиливают секрецию бронхиальных желез, разжижают мокроту, облегчают ее выделение.

Вместе с фиалкой трехцветной обычно растет очень похожая на нее фиалка полевая [V. arvensis Murr.] с более мелкими (до 1,5 см в диаметре) цветками, имеющая аналогичное применение.