On trouve cette renonculacée dans les sous-bois feuillus frais ; prés et prairies humides en zones montagneuses et submontagneuses.

 Son aire de répartition comprend pratiquement toute l'Europe mais elle est plus rare dans les régions méditerranéennes. Elle est présente dans presque toute la France, presque toute l'Europe ; Asie occidentale ; Amérique boréale.

L'anémone sylvie forme des tapis qui peuvent être denses en sous-bois, en fleur en mars-avril.

Le rhizome horizontal est charnu et cassant.

Les feuilles palmatiséquées, à 3-5 segments pétiolulés, incisés-dentés se développent loin de la hampe.

Les folioles de l'involucre à pétiole sont d'une longueur équivalant à la moitié du limbe, semblables aux feuilles.

Les pédoncules sont recourbés à leur extrémité.

Les fleurs sont blanches, roses ou purpurines. Elles sont solitaires, à 5 à 8 sépales ovales, glabres.

 Les carpelles sont pubescents, étalés, à bec glabre. Le bec est plus court que la moitié de la longueur du carpelle.

Cette plante a un cycle végétatif précoce qui lui permet de profiter de la lumière avant que les feuillages des arbres obscurcissent les sous-bois.

Les fleurs blanches à blanc-rose suivent la course du soleil, ce qui leur permet probablement de mieux réfléchir les UV solaires et être mieux vues par les insectes pollinisateurs.

Par temps humide, elles referment leur calice pétaloïde pour protéger leur pollen. Dans les milieux qui leur conviennent, les tapis formés par les anémones sylvies sont très denses.

Son rhizome croît à la vitesse de deux à trois centimètres par an. La fleur n'occupe pas la même position année après année, elle se déplace en suivant son rhizome.

Un champignon ascomycète, la Sclérotinie tubéreuse (Dumontinia tuberosa (en)) est inféodé à l'anémone sylvie, son sclérote se développant sur les racines de la plante.