Название «носорог» происходит от греческих слов, означающих «нос» и «рог», а не «полый зуб». У шерстистого носорога отсутствовали функциональные резцы и клыки; щечные зубы были хорошо приспособлены к перетиранию грубой растительной пищи.
По своим размерам и строению тела древнее животное мало отличалось от современных носорогов. Главная его особенность — наличие длинной рыже-бурой шерсти, которой обрастало все тело. Под кроющим волосом находился густой подшерсток, а на холке — небольшая грива. Уши и хвост были небольших размеров, благодаря чему снижалась теплоотдача.
Данные по древней ДНК и распределению находок показывают, что климатические изменения были важнейшим фактором сокращения ареала шерстистого носорога. Потепление и перестройка растительности уменьшали площадь холодных сухих степей. Влияние человека обсуждается, но для этого вида его роль подтверждается слабее, чем климатический фактор.
Ареал распространения шерстистого носорога был огромен. Сегодня ископаемые останки животного находят на территории Европы (за исключением самых южных регионов), России (в Сибири и на Дальнем Востоке), Монголии и Китая. Не исключено, что шерстистый носорог водился на территории современной Японии.
Ученых удивляет то, что в Северной Америке нет признаков проживания этого животного. Туда легко можно было попасть через участок суши, на месте которого сегодня располагается Берингов пролив. Причиной, видимо, была достаточно жесткая конкуренция со стороны местных копытных животных в условиях скудной растительности.
У вымершего зверя было два рога, образованные плотно сросшимися волосовидными волокнами. Рога отличались по размерам: средняя длина первого — около 1 м, а вес — 15 кг (встречались особи, у которых он вырастал почти до 1,5 м), длина второго не превышала 0,5 м.
На загривке животного находился небольшой горб, образованный удлиненными отростками позвонков. К ним крепились мощные мышцы, удерживавшие тяжелый череп. Кроме того, горб накапливал жир, помогавший животному выжить в случае голода.
Кости шерстистого носорога в Средние века и Новое время часто принимали за останки мифических существ. Например, в середине XVII в. один из ученых объявил, что исследованный им скелет неизвестного животного принадлежит единорогу.
Социальное и репродуктивное поведение шерстистого носорога реконструируют главным образом по аналогии с современными носорогами. Вероятно, взрослые часто держались поодиночке, а самка рожала одного детеныша и длительное время заботилась о нем. Утверждение о регулярном рождении двух детенышей для носорогов маловероятно.

Шерстистые носороги обитали в местностях с сухим холодным климатом. Снега выпадало мало — его покров редко превышал размер в 20–25 см.
Животное питалось преимущественно травянистыми растениями и злаками, в небольшом количестве в рацион входили мхи и молодые ветви кустарников или деревьев. При необходимости шерстистый носорог с помощью переднего рога разрывал снег, чтобы добраться до пищи.