Япония. Листопадный раскидистый кустарник достигающий в ареале 2, 5-3, 5 м высоты, в районах с более холодной зимой обычно 0, 8-1, 5 м высоты. Крона до 1, 5 м диаметром, шаровидная. Стебли прямостоячие и слегка распростертые, крепкие, серые. Побеги плотные, голые, серовато-соломенно-желтые. Листья 10-20 см длины, широко обратнояйцевидные или широко эллиптические, коротко заостренные, часто с острой короткой верхушкой, у основания широко клиновидные, по краю крупнозубчатые, плотные, ярко зеленые, с выдающимися жилками, голые. Соцветия обычно около 15 см диаметром, у сортов более крупные, многочисленные, многолучевые, зонтиковидно-щитковидные, верхушечные на побегах текущего года; стерильные цветки 2, 5-5 см диаметром, розовые, розовато-лиловые или голубые, иногда белые, на цветоножках до 5 см длины. Фертильные цветки многочисленные, мелкие. Окраска цветков зависит от реакции почвы, на которой растут растения: на кислой почве лепестки голубые, на слабощелочной – сиренево-розовые до розовых. Чтобы получить голубые соцветия на слабощелочных почвах, в них еженедельно при поливе вносят обычные алюминиевые или аммиачные квасцы (20-30 г на 10 л воды). Можно закопать с одной стороны куста железные предметы, и тогда на этой половине куста появятся ярко голубые или сиреневые соцветия. Цветет в июле-сентябре. Незасухоустойчив. Незимостоек, подмерзает без укрытия даже в южной зоне. Морозостоек до минус 15 °C. В культуре с 1790 года. Высокодекоративен. Имеется множество сортов. Широко распространен в оранжерейной культуре, повсеместно в больших масштабах выращивается в промышленном цветоводстве. В странах с мягкой зимой популярен как высокодекоративный многолетник открытого грунта. В более суровых условиях требует тщательного укрытия на зиму, или выращивается в контейнерной культуре, или используется в качестве привоя при прививке на более зимостойкие виды. Имеется две садовых разновидности: 1) var. normallis – гортензия крупнолистная нормальная: растения, близкие к обитающим в ареале, имеющие зонтиковидные, несколько выпуклые щитки, по краю с немногочисленными, крупными, стерильными цветками, расположенными на длинных цветоножках, а в центре с большим количеством мелких фертильных цветков; 2) var.hortensias – гортензия крупнолистная садовая: включает множество сортов с большими, рыхловатыми или компактными, обычно шаровидными соцветиями, состоящими только из крупных, стерильных, простых или иногда махровых цветков разнообразной окраски.