Многолетнее травянистое растение, высотой 10 – 50 см, с крупными, до 8 см одиночными цветками (реже стебель двухцветковый). Лепестков 8 – 10, ярко-красных или темно-пурпурных. Нити тычинок пурпурные, пыльники желтые. Плоды из 2 – 3, реже 4 – 5 слегка согнутых, густо опушенных бурыми волосками листовок. Семена удлиненно-округлые, буро-черные, блестящие.

Листья дважды-трижды-тройчатые или тройчато-перистые, рассеченные на линейные или линейно-нитевидные, цельнокрайние доли, 1 – 2 мм шириной. Стебель простой, голый. Имеется корневище, с продолговатыми шишками, сидящими на коротких ножках.

Цветет в апреле – мае, встречается на степных и каменистых склонах в Горном Крыму (преимущественно на северных склонах) и на Керченском полуострове.

Вид описан из Украины, тип хранится в Лондоне. Для Крыма выделяют также еще два очень близких вида: P.lithophila Kotov и P. biebersteiniana Rupr. Первый из них описан как эндемичный для Крыма М. И. Котовым с Карадага, приводится также для пояса буковых лесов центральной котловины, и отличается более низкими стеблям, узкими долями листьев, а также мелкими цветками и листовками. Второй – Пион Биберштейна – описан Ф.И. Рупрехтом и отличается более широкими долями листьев, до 10 мм шир, покрытыми сверху рядами волосков, а также всегда ярко красными цветками.
Систематика этих двух форм весьма запутана, на сегодняшний день оба этих таксона часто объединяют с P. tenuifolia и приводят их как синонимы (Определитель высших растений Украины, 1999; Флора восточной Европы, 1996), однако, по мнению С. Л. Тахтаджана, P. biebersteiniana имеет хорошо отличимые особенности, которые позволяют его рассматривать как подвид: P. tenuifolia subsp. biebersteiniana (Rupr.) Takht.

Пион узколистный и его формы чрезвычайно эффектны во время цветения, создают весной аспект на яйлах, заслуживают внимания в качестве декоративных растений. Листья и стебли дают зеленую краску, цветки содержат флавоноиды (кверцетин, кемпферол, ранункулетин, флавесцетин), в семенах содержится жирное масло (18,9 – 34 %).

Своим названием род обязан легендарному врачу Пеону, излечивающему богов и людей от полученных в битвах ран, видовой эпитет подмечает морфологическую особенность узости последних сегментов листа.

Вид занесен в Красную Книгу Российской Федерации, как сокращающийся в численности, однако мало кого заботит его судьба, часто можно увидеть «могильные» ямки, оставленные на яйлах после выкапывания этих удивительных растений или брошенные букеты быстро увядших в руках варваров цветов.