Las hojas de ludwigia roja son de un verde medio a oscuro rojizo-verde, midiendo aproximadamente 1 pulgada (2.5 cm) de largo y 0.5 pulgadas (1.3 cm) de ancho. Son elípticas a ligeramente ovadas en forma con márgenes lisos y enteros. La lámina de la hoja tiene un estrechamiento notable hacia la base, formando un tallo alado y peciolado. La textura es lisa, y las venas son pinnadas, presentando una vena central clara y prominente. Estas características hacen que las hojas sean una parte distintiva y reconocible de la planta.

Las flores de ludwigia roja son pequeñas y sin pedúnculo, emergiendo en las axilas de las hojas. Carecen de pétalos y muestran una apariencia discreta. Estas flores son típicamente verdosas o rojizo-verdes, y cada una mide alrededor de 1/8 a 1/4 de pulgada (3-6 mm) de diámetro. La floración ocurre desde el verano medio hasta el otoño. Generalmente, las flores tienen una fragancia sutil, si es que la tienen, y poseen una estructura tubular de cuatro lóbulos, lo que las hace menos llamativas en comparación con plantas de flores más ornamentales.

El tallo de ludwigia roja es suculento y varía en color de verde a rojizo-verde. Tiene una textura lisa y tiende a ser suave y flexible. Típicamente, es delgado, midiendo alrededor de 0.1 a 0.2 pulgadas (2.5 a 5 mm) de diámetro. Los tallos muestran un patrón de ramificación, a menudo emergiendo en nudos con hojas u otras ramas, que pueden brotar raíces cuando están en contacto con suelo húmedo o agua. Estas características lo hacen distintivo e identificable.

El fruto de ludwigia roja es una cápsula muy distintiva y pequeña, que mide típicamente aproximadamente 1/4 de pulgada (6.35 mm) y tiene una forma algo cuadrada. Dentro de esta compacta caja de semillas hay numerosas semillas diminutas, que son una característica clave. La textura superficial del fruto es generalmente lisa con una coloración que varía de verde a marrón al madurar. La estructura única de este fruto y la abundancia de semillas que contiene son identificadores notables para aquellos interesados en esta especie.