Elle pousse en rosette et peut mesurer jusqu’à 80cm de haut.
Ses racines légèrement violacées à blanches forment des rhizomes et rampent peu profondément sous le sol. Ce système racinaire dense permet à l’achillée de vite coloniser l’espace disponible, ce qui fait que la plante peut parfois devenir assez envahissante.
Ses feuilles sont très allongées ( jusqu’à 15 cm de long pour 3 cm de large). Mais surtout elles sont très finement découpées en segment très nombreux d’où son nom: « millefeuille ». Alors certes, il n’y en a pas mille, mais plusieurs dizaines. Chaque segment est d’ailleurs lui même divisé en plusieurs sous-segments. En botanique on parle de feuilles bipennatilobées. Les feuilles de la tige sont de forme identique à celle de la base, mais elles sont plus courtes et dépourvues de pétioles. ( on appelle pétiole la tige de feuilles). Elles sont disposées de façon alterne le long de la tige ( à droite, puis à gauche, puis à droite…).
La tige est unique au centre de la rosette, dressée, cannelée et très solide. À son sommet, cette tige se ramifie à différents niveaux, en corymbe ( et non en ombelle comme on pourrait le croire à première vue, il ne s’agit donc pas d’une ombellifère mais d’une plante de la famille des asteracées) L’inflorescence est en forme de plateau, parfois légèrement bombée. Elle se compose de plusieurs dizaines de capitules blanches ( parfois rosées). Chaque capitule mesure environ 5 mm. Ce qui ressemble à une fleur est en réalité un bouquet de fleurs et ce qui semble être 5 pétales est en fait un ensemble de 5 fleurons ligulés qui entourent entre 10 et 30 fleurons tubulés de couleur crème. Chaque fleuron repose sur un involucre de bractées imbriquées comme des tuiles.
La plante pousse dans les prairies ensoleillées, sur les terrains vagues, les bords des chemins…
Ses noms vernaculaires évoquent ses propriétés, connues de longue date: « herbe à la coupure », « herbe aux militaires », « herbe au soldat », « herbes aux charpentiers », « herbe au menuisier », « sourcil de Vénus ».