长葶鸢尾是多年生草本植物，植株基部带红紫色，围有膜质的鞘状叶及毛发状的老叶残留纤维。根状茎粗壮，直径约1厘米，斜伸，外包有棕褐色老叶残留的纤维；须根粗，黄白色，有皱缩的横纹。叶灰绿色，剑形或条形，长50-80厘米，宽0.8-1.5厘米，顶端长渐尖，基部鞘状，无明显的中脉。

花茎中空，光滑，高60-120厘米，直径5-7毫米，顶端有1-2个短侧枝，中下部有3-4枚披针形的茎生叶；苞片2-3枚，膜质，绿色，略带红褐色，宽披针形，长7-11厘米，宽1.8-2厘米，顶端长渐尖，内包含有2朵花；花深紫色或蓝紫色，具暗紫色及白色斑纹，直径约9厘米；花梗长3-6厘米；花被管长1.5-1.8厘米，外花被裂片倒卵形，长约7厘米，宽约3厘米，顶端微凹，花盛开时向下反折，花被裂片上有白色及深紫色的斑纹，爪部楔形，中央下陷呈沟状，无附属物，内花被裂片倒披针形，长约5.5厘米，花盛开时向外倾斜；花药乳黄色，花丝淡紫色，花柱分枝淡紫色，长约5 厘米，宽约1.6 厘米，顶端裂片长圆形，子房柱状三棱形，长1.8-2厘米，直径约7毫米。

蒴果柱状长椭圆形，长5-6.5厘米，直径1.5-2.5厘米，无喙；种子红褐色，扁平，圆盘形，直径约6毫米。花期5-7月，果期8-10月。