Травянистое растение высотой до 25 см.
В отличие от валерьяны лекарственной имеет прикорневые цельные листья, черешковые и стеблевые-тройчатые. Соцветия плотные, почти головчатые. Цветет с июня по сентябрь.
Валерьяна головчатая растет по берегам рек, сухим луговинам, в тундре, на субальпийских лугах, обнажениях известняков.
Заготовка растения и медицинское применение точно такое же, как у валерьяны лекарственной.