gatunek objęty ochroną ścisłą
Roślina
15-40 cm wysokości. Bulwy 2, kuliste. Łodyga silna, w dolnej połowie z 2-5 skupionymi
liśćmi. Liście lancetowate, na szczycie zaostrzone lub tępawe. Kwiatów 2-20,
szeroko otwartych, siedzących w kątach przysadek, tworzących luźny, wydłużony,
prawie jednostronny kwiatostan.
Warżka bez ostrogi, do 10 mm długości, barwy ciemnopurpurowej, pokryta czarnymi,
jedwabistymi włoskami, z 3 łatkami, z których środkowa jest znacznie dłuższa
i szersza od bocznych, głęboko wcięta, pośrodku z plamą barwy ciemnoniebieskiej;
zewnętrzne boczne działki okwiatu zielone, lancetowate lub eliptyczne, dłuższe
od wewnętrznych; wewnętrzne równowąskie, prawie nitkowate, barwy czerwonobrunatnej,
pokryte czarnym meszkiem. Zalążnia słabo wygięta, wąskowalcowata, skręcona.
Prętosłup barwy czerwonawej. Owocem rozdęta torebka, do 13 mm długości. 
Europa, oprócz południowo-wschodnich obszarów.
W Polsce bardzo rzadki. Notowany jedynie na kilkunastu stanowiskach w południowej
części kraju. Najwyżej położone stanowiska występują
w Tatrach (Dol. Jaworzynki 1050 m, Nosal 1035 m n.p.m.). 
Stwierdzony w parkach narodowych: 
Gatunek światłolubny i wapieniolubny. Zajmuje nasłonecznione stoki o ekspozycji południowej. Występuje głównie na inicjalnych rędzinach wapiennych, rędzinach brunatnych oraz butwinowych. Sporadycznie pojawia się na glebach torfiastych, charakteryzujących się odczynem obojętnym lub słabo zasadowym.
Jest składnikiem stepowych muraw kserotermicznych reprezentujących zespoły Inuletum ensifoliae i Origano-Brachypodietum. Występuje też w nawapiennych murawach górskich należących do zespołów Dendranthemo-Seslerietum i Carici-Festucetum tatrae. Ponadto rośnie w ciepłolubnych zaroślach należących do zespołu Corylo-Peucedanetum cervariae i w reliktowych laskach sosnowych. Sporadycznie trafia się na torfowiskach niskich o podłożu węglanowym ze związku Caricion davallianae.
Bylina. Rozmnaża się tylko generatywnie. Okres kwitnienia przypada na maj i czerwiec. Kwiaty zapylane są głównie przez samce żądłówek (rodzaj Gorytes) z grupy błonkówek. Zapylenie jest efektem tzw. pseudokopulacji. Kwiaty dwulistnika muszego przypominają bowiem swym kształtem, barwą i rysunkiem samice niektórych błonkówek, do których upodabniają się również zapachem. Zwabione w ten sposób samce, podczas próby kopulacji przenoszą pyłkowiny, zapylając kwiaty dwulistnika.
Zwykle populacje tworzy kilka, rzadziej kilkadziesiąt osobników. Największą populację (115 osobników kwitnących - 1987 r.) zanotowano na Wyżynie Miechowskiej (Lisiniec). Liczebność populacji ulega znacznym zmianom z roku na rok.
Gatunek został umieszczony w "czerwonej księdze" z kategorią
VU
Gatunek podlega ścisłej ochronie prawnej. Większość jego stanowisk występuje na terenach parków narodowych lub w rezerwatach co stanowi dodatkowy czynnik ochronny. Jednak aby zachować niektóre stanowiska konieczne jest zastosowanie niektórych form ochrony czynnej (np. wycięcie drzew i krzewów).