Немного мельче воробья (длина тела 14–17 см, размах крыльев 19–23 см, масса 15–25 г), более изящная, клюв гораздо тоньше и скорее «славочьего» типа. Заметно мельче альпийской завирушки. В целом довольно плотного телосложения. Почти постоянно нервно подергивает крыльями, иногда и хвостом. Полет быстрый, слегка волнистый. При кормежке на земле держит тело горизонтально, причем хвост и голова часто оказываются выше уровня тела, птица как бы прижимается к земле, передвигается мелкими семенящими шажками и прыжками, ног почти не видно; в целом такая манера напоминает передвижения мыши. При перемещении по земле длинными прыжками, сидя на ветке и во время пения держит тело более вертикально. Пищу отыскивает с близкого расстояния, дальние резкие прыжки и броски за добычей нехарактерны, чем завирушка скорее напоминает овсянок или крапивника, чем дроздовых. Довольно скрытна, предпочитает держаться на земле или у земли в густой растительности, редко оказывается на открытом месте, но при этом не пуглива. Даже вне гнездового периода настоящих стай не образует, держится поодиночке или рыхлыми небольшими группами.
Весной на голове, шее и груди преобладает голубовато-серый цвет, по верху головы и шеи разбросаны темно-бурые пестрины, щеки тоже буроватые, на них слабо различимы мелкие белые крапинки образующие намек на сероватую бровь. Подбородок слегка седоватый. Передняя часть спины и плечи коричневые, с крупными темно-бурыми продольными пестринам. Нижняя часть спины, надхвостье и верхние кроющие перья хвоста коричневые и без пестрин, хвост немного темнее. В целом в оперении верха присутствует ржавчатый или красноватый оттенок. Маховые перья в основном буро-коричневые, на раскрытом крыле сверху едва заметны два продольных ряда белых пятнышек, низ крыльев серый. Бока тела буровато-коричневые с продольными черными и рыже-коричневыми пестринами. Серая грудь постепенно переходит в почти белый низ живота. Подхвостье светло-бурое с темно-бурыми крупными пестринами. Клюв темный, в основании подклювья слабо различимое светлое пятно. Ноги красновато-коричневые. Самец и самка очень похожи, часто неразличимы, последняя имеет немного более тусклый наряд, особенно весной, у нее на голове, горле и груди серый цвет не такой чистый и глубокий, как у самца, а более светлый и грязноватый. В июле-октябре происходит полная послегнездовая линька, и до февраля в оперении верхней части тела, груди, головы и шеи гораздо больше коричнево-рыжих тонов, к весне темные кончики перьев снашиваются, и оперение немного светлеет и сереет, особенно это заметно на голове и шее. На расстоянии детали окраски плохо заметны, и птица кажется однотонно темно-бурой, однако сероватая голова выделяется. Хорошо отличается от других завирушек сходного размера более однотонной окраской головы и более темным низом тела. У птенца в первые дни жизни малиновая кожа, красная или оранжевая ротовая полость, на основании языка две черных точки (у сибирской и черногорлой завирушек темный и кончик языка), клювные валики светло-розовые. Птенец покрыт бурым редким пухом, который вскоре начинает сменяться на ювенильное перо. В ювенильном наряде птица похожа на взрослую, но в целом более однотонно охристо-бурая, серый цвет заметен только на горле, почти по всему низу тела от горла до низа живота, а также по бокам шеи идут обильные продольные пестрины (у взрослых пестрины только по бокам тела). В июле-октябре происходит частичная линька в первый взрослый наряд, и молодые уже почти не отличаются от взрослых.
Самец обычно поет на вершинах деревьев и кустов. Песня — негромкая тонкая переливчатая «серебристая» трель длительностью 2–4 сек., немного напоминает песню зарянки (но более ровная, присутствуют мягкие звуки типа «рли», исполняется совсем в другом темпе), крапивника (но тише и без канареечных трелей) или черноголовой славки (но гораздо выше, без скрипа и чистых флейтовых звуков). Наиболее обычные позывки — довольно громкое свистовое «сиии» или «тсиип», а также трех- или четырехсложная тонкая трелька «си-си-си». Последняя часто исполняется летящими птицами в период миграций, но также и в других ситуациях.