川沿いや谷間などに生育する落葉高木。シウリはアイヌ語由来で「苦い」の意があり、果実に苦味があることによる。幹は高さは20m、径60cmに達する。樹皮は灰褐色で縦に裂ける。葉は互生し、葉柄は長さ2-4cm、葉身は長さ8-13cmの倒卵状長楕円形から長楕円形、縁に鋭い鋸歯があり、先は尾状に尖り、側脈は11-14対。5-6月に葉の展開後に、新枝の先に長さ10-25cmの総状花序をだし、径約1cmの白色の5弁花を多数つける。雄しべの長さは花弁より短く花柱とほぼ同じ。花序枝の下部に3-5個の葉がつく。果実は径約1cmの球形の核果、7-8月に暗紅色から黒色に熟す。仲間のウワミズザクラやエゾノウワミズザクラによく似るが、シウリザクラの花序は太く長く、葉の基部が心形である。