Водяная осока - рыхлодерновинный травянистый многолетник, обитающий на избыточно увлажненных местах возле воды, на берегах водоемов, на болотах и в канавах. Многолетний рыхлодерновинный травянистый многолетник с крепкими, прямыми, стеблями высотой 50-100 сантиметров, у основания одетые красно-бурыми, красноватыми или красными листовыми влагалищами. Стебли гладкие, остроугольные или тупо-трёхгранные. Вертикальные и ползучие побеги образуют плотные дерновины и кочки. Зона кущения побегов часто располагается ниже зеркала грунтовых вод. Длинное корневище (20-25 сантиметров и более) с 7-9 междоузлиями у диагеотропных побегов и укороченное (3,5-4,5 миллиметров в диаметре) у апогеотропных. Корни с очень короткими бурыми волосками. Растение серо-, желтовато- или зелёное с ползучим корневищем. Растение живет до 10 и более лет. По мере разложения корневищной системы может образовывать торф.