Jest jedynym rodzimym przedstawicielem rodziny długoszowatych, okazałego i wieloletniego gatunku paproci. Roślina tworzy podziemne, pionowe kłącze z którego wyrastają imponującej wysokości jasnozielone liście o długości do 200 cm. Należy do bardzo starej (roślina istniała już 290 milionów lat temu) i szczątkowej już grupy paproci.
Paproć ta wymaga podłoży wilgotnych oraz stanowisk cienistych lub półcienistych. Jest w pełni odporna na mróz. W Polsce występuje w rozproszeniu, głównie na niżu, licznie na Pomorzu, w Wielkopolsce, w Kotlinie Sandomierskiej.
Rośnie w olsach, zaroślach wierzbowych, na torfowiskach, w podmokłych, cienistych lasach, na brzegach wód i rowów nawadniających. Wymaga podłoża kwaśnego, gleby wilgotnej (jest wskaźnikiem wilgotnego podłoża), torfiasto-próchnicznej lub piaszczysto-gliniastej. Rośnie w miejscach półcienistych. Nie występuje w górach. Preferuje klimat łagodny, półcień i wilgoć.
Liście są duże, długoogonkowe, podwójnie pierzaste, wyrastające po kilka z kłącza. Mają długość nawet 2 m i szerokość 40 cm. Liście zewnętrzne płonne, zielone. Liście wewnętrzne są w dolnej części zielone, a w górnej brązowe i zarodnionośne. Zarodnikowanie w okresie od czerwca do września.
Roślina objęta w Polsce ścisłą ochroną gatunkową, ma status LC w Czerwonej Księdze Gatunków Zagrożonych. To rzadka u nas paproć i zagrożona wyginięciem.
W Polsce stanowiska długosza królewskiego chronione są m.in. w rezerwatach przyrody: Baszków, Długosz Królewski w Łęczynie, Długosz Królewski w Węglewicach, Długosz Królewski w Wierzchucinie, Zabłocie (Kotlina Sandomierska), Brzeziny, Długosz Królewski w Puszczy Niepołomickiej.