Roślina
wysokości do 50 (70) cm. Pędy silnie rozgałęzione i gęsto ulistnione, młode
owłosione. Liście drobne, 3-4 mm długości, po 3-4 w okółkach, igiełkowate, brzegiem
podwinięte, na powierzchni z licznymi białymi i gruczołowatymi włoskami. gatunek objęty ochroną ścisłą
Roślina
wysokości do 50 (70) cm. Pędy silnie rozgałęzione i gęsto ulistnione, młode
owłosione. Liście drobne, 3-4 mm długości, po 3-4 w okółkach, igiełkowate, brzegiem
podwinięte, na powierzchni z licznymi białymi i gruczołowatymi włoskami.
Kwiaty wyrastające na gęsto owłosionych szypułkach, 4-krotne, zebrane na górze
w 4-15 kwiatowe główki. Działki kielicha ok. 3 razy krótsze od korony, wolne.
Zrosłopłatkowa, dzbaneczkowata korona, 5 -7 mm długości, barwy liliowej lub
różowej, o 4 krótkich ząbkach. Pręcików 8. Słupek górny. Owocem delikatnie owłosiona
torebka z bardzo drobnymi i licznymi nasionami. 
Wielka Brytania, Portugalia, Hiszpania, Francja, Belgia, Dania, Niemcy, Polska, południowa Szwecja i zachodnia Norwegia (najdalej na północ po 65° szerokości geograficznej). Najdalej na wschód wysunięte, oderwane od głównego zasięgu, stanowiska występują na Łotwie. Przez Polskę przebiega południowo-wschodnią granica zasięgu gatunku.
Można wyróżnić dwa obszary występowania wrzośca bagiennego w Polsce: Pomorze
Zachodnie (w pasie nad Bałtykiem od Wolina po Hel), gdzie znajduje się większość
stanowisk oraz obszar między Odrą a Nysą Łużycką (mniejsza liczba stanowisk).
Ponadto spotykany też na pojedynczych, oderwanych stanowiskach (np. w Wielkopolsce).
Stwierdzony w parkach narodowych: 
Gatunek preferujący miejsca otwarte, nasłonecznione. Rośnie na glebach torfowych torfowisk wysokich, rzadziej na glebach mineralnych torfiastych, oraz na płytkich glebach wytworzonych z serpentynitu. Gleby te charakteryzują się odczynem pH bardzo kwaśnym lub kwaśnym (pH 3,5 - 5,5), oraz zmiennym w ciągu roku uwilgotnieniem.
Gatunek charakterystyczny dla atlantyckich zbiorowisk mokrych wrzosowisk z rzędu Sphagno-Ericetalia. Spotykany też na torfowiskach wysokich należących do zespołu Erico-Sphagnetum medii i w borze bagiennym reprezentującym zespół Vacciniouliginosi-Pinetum ericetosum tetralicis.
Zimozielona krzewinka lub niski krzew. Kwitnie w lipcu i sierpniu. Kwiaty zapylają trzmiele, pszczolinki i motyle. Wrzosiec bagienny ma zastosowanie w medycynie ludowej.
Populacje zwykle złożone są z licznych osobników i często zajmują duże powierzchnie.
Liczne stanowiska wrzośca bagiennego, podawane w starszej literaturze, zostały zniszczone z powodu rozwoju urbanizacji (np. w okolicy Częstochowy). Gatunek ten ginie również wskutek zmian siedliskowych wywołanych osuszaniem i eksploatacją torfowisk.
Gatunek jest objęty ścisłą ochroną od 1983 r. Część stanowisk występuje w obszarach chronionych. Dla zachowania wrzośca bagiennego najskuteczniejszą formą ochrony jest ochrona rezerwatowa całego biotopu, w którym rośnie.