Wie schon der Name „Sumpf-Dotterblume“ verrät, treffen wir die mehrjährige Pflanze auf sumpfigen Standorten an. Nasse Wiesen, Ufer , Wassergräben, Sümpfe, Flachmoore, Auenwälder und ähnliche Biotope sind die typischen Lebensräume. Wenn der Standort dann noch über einen nährstoffreichen, humosen Lehm- oder Tonboden verfügt, der auch mäßig sauer sein darf, bilden sich oft große, individuenreiche Bestände, die zur Blütezeit im März bis Mai auffallend gelb leuchten.

Aus einem kurzen Wurzelstock treiben im Frühjahr bis ca. 30 cm aufsteigend die grünen, manchmal rötlich überlaufenen Stängel. Dort wo deren Knoten dem Erdboden aufliegen, entsprießen oft Wurzeln. An diesen oberwärts reich verzweigten Stängeln und Zweigen sitzen die relativ großen dottergelben Blüten einzeln oder zu zweien.

Die Blütenknospen sind im geschlossenen Zustand noch grünlich. Sobald sich die Knospen zur offenen Blütenschale entfalten, färben sich die Innenseiten und später auch die Außenseiten der einfachen Blütenhüllen glänzend dottergelb um. Es finden sich keine Kelchblätter unterhalb der einfachen Blütenhülle, denn hier scheinen Kelchblätter und Blütenkronblätter eines zu sein, ein jedes zu seiner Zeit (siehe auch: „Die variablen Blütenbauteile“ der Ranunculaceae).

Die zahlreichen Staubblätter locken Bienen und Hummeln zur Bestäubung an.

Die „krautigen“ Laubblätter mit ihrer rundlichen, nierenförmigen Gestalt und ihrem mehr oder weniger unregelmäßig gezähnten Blattrand sind dunkelgrün und matt glänzend. Sie werden zwar von unten an der Pflanze nach oben hin immer kleiner, eine die Blattform verändernde Blattmetamorphose, wie es zum Beispiel beim Scharfen Hahnenfuß gut zu beobachten ist, gibt es jedoch hier nicht.

Schon im Juni, bald nach dem Verblühen der goldgelben Blütenpracht bilden sich an den Stängelenden die für Hahnenfußgewächse typischen Balgfrüchte und in ihnen zahlreiche Samenkörnchen, die dann nach der Reife durch Erschütterung des Samenstandes ausgestreut und vom Wasser verschleppt und verbreitet werden.

In früheren Zeiten wurden angeblich die Blütenknospen als Kapernersatz verzehrt. Auch die ganz jungen Laubblätter wurden in sog. Frühlingssalaten verwendet. Es ist jedoch noch relativ unklar, ob und welche Giftstoffe die Pflanze in welchem Stadium ihrer Entwicklung enthält und von daher wird von der Nutzung der Sumpf-Dotterblume als Nahrung und als Heilpflanze dringend abgeraten.
In der Homöopathie wird sie auch heute noch angewendet bei Husten, Keuchhusten, Bronchitis und Regelbeschwerden junger Frauen.