Vandrøllike er en flerårig vandplante, hvis stængler holder sig flydende i vandet ved hjælp af indesluttede luftrum. Den sidder fast i dyndbunden med sine birødder. Stænglen bærer spredte, kamformede, delte blade, der mod spidsen af skuddet er samlet i en roset. Fra midten udgår 15-40 cm høje blomsterskafter, der hæver blomsterne 10-30 cm op over vandoverfladen. Fra rosetbladenes hjørner udsender planten udløberlignende bladskud, som formerer planten vegetativt. Blomsterne er ret store og sidder i etagestillede, 3-8-blomstrede kranse i spidsen af skaftet; farven er bleglilla, sjældnere svagt lyserød. Knopperne fremkommer ret hurtigt, etter at planten har løftet stænglerne op over vandet, og blomstringen foregår fra første halvdel af maj til midt i juni. Efter afblomstringen bøjer frugtstilkene sig nedad, og til sidst synker hele frugtstanden ned i vandet, hvor kapslerne modnes. De blomstrende skud dør efter frugtsætningen, hvorefter de udløberagtige sideskud frigøres og synker til bunds og overvintrer for det følgende forår at vokse frem i fuldt omfang med efterfølgende blomstring.