Листья очень крупные — до 10—11 см длины и 9 см ширины, широко-округлые или приплюснуто-яйцевидные, часто с правильно сердцевидным основанием, в верхней части стреловидно-заострённые, снаружи глянцеватые, блестящие, интенсивно зелёные. Очень эффектно в молодом возрасте на зелёном фоне смотрится розово-пурпурное, чётко проступающее жилкование нервации. Черешок тонкий, удлинённый до 2,5 см, буровато-зелёный, в конце лета сверху пурпурный.
Соцветия конические или округло-конические, до 15 см длины и 8 см ширины, как правило, формируются из пары, реже 2—3 пар боковых почек на побегах предшествующего года. Сложные метёлки достигают в отдельные годы 25 см ширины. Цветки собраны в пучки на коротких разветвлениях. В нижней части соцветия в пучках по пять цветков, в верхней — по три. Центральная ось и боковые разветвления с войлочным опушением пурпурно-фиолетового оттенка. Чашечка колокольчатая, до 2,5 мм длины, интенсивного фуксиново-пурпурного насыщения, с ярко выраженными зубчиками. Трубочка венчика правильная, цилиндрическая, удлинена больше, чем у сирени обыкновенной (до 1,8 см). Пыльники редко крепятся на уровне отгиба лепестков венчика; чаще они погружены на 1—2 мм ниже. Цветки по форме похожи на цветки сирени обыкновенной, но мельче (до 1,8 см). Лепестки удлинённо-яйцевидные, реже округлые, до 8 мм длины и 4,5 мм ширины, на конце клювовидно-заострённые, во время распускания цветка интенсивно лиловые. Бутоны округло-удлинённые, интенсивно лилово-пурпурные. В условиях средней полосы рано появившиеся бутоны страдают от ранневесенних заморозков. Коробочки гладкие, удлинённо-овальные, с тонким заострением, до 18 мм длины и 5—6 мм ширины. Форма и размер семян такие же, как у сирени обыкновенной.
Данный вид весьма перспективен в селекционной работе при выведении тёмноокрашенных сортов с ранним и обильным цветением, а также для получения сильнорослых форм подвоя, не дающих большой поросли. Получение таких форм позволило бы иметь вегетативно размножающийся (клоновый) подвой. У гибридных сеянцев куст более декоративен, листва тёмно-зелёная.
Листья у сирени широколистной и её гибридов опадают раньше, чем у сортов обыкновенной сирени. В условиях средней полосы этот вид не страдает от засухи, в молодом возрасте не подмерзает даже в самые суровые зимы.
Соцветия, особенно не вполне сформировавшиеся бутоны, очень сильно страдают от поздневесенних заморозков. Профессор Н.К. Вехов отмечает, что в условиях Лесостепной опытной селекционной станции в суровую зиму 1939/40 г. подмёрзли даже взрослые растения. Корейская разновидность широколистной сирени (S. koreii) оказалась мало зимостойкой и в суровую зиму 1933/34 г. вымерзла. В южных районах страны этот вид хорошо цветёт и развивается, но страдает от недостатка влаги и суховеев.
