Vegetative Merkmale
Die Knollen-Platterbse wächst als ausdauernde krautige Pflanze. Die niederliegenden bis kletternden, kahlen und eckigen Stängel sind 30 bis 100 Zentimeter lang. Die wechselständig angeordneten und gestielten Laubblätter sind zweizählig gefiedert. Die bespitzten, ganzrandigen und kurz gestielten Blättchen sind eiförmig bis verkehrt-eiförmig, die Rhachis ist am Ende zu, in mehrere Ästchen aufgespaltene, Wickelranken umgebildet. Die spitzen Nebenblätter sind pfeil- bis „halbpfeilförmig“.
Generative Merkmale
Die Blütezeit reicht von Juni bis Juli. In einem einseitswendigen traubigen Blütenstand stehen jeweils drei bis acht Blüten. Die zwittrigen und duftenden Blüten sind mit einer Länge von etwa 20 mm zygomorph und fünfzählig mit doppelter Blütenhülle. Die fünf leuchtend rosa-violetten Kronblätter stehen in der typischen Form der Schmetterlingsblüte zusammen. Durch das nach links gedrehte Schiffchen wirkt die Blüte stark asymmetrisch.
Es werden mehrsamige, bis etwa 4 Zentimeter lange, kahle, bespitzte Hülsenfrüchte mit beständigem Kelch gebildet. Die dunkelbraunen Samen sind 3–4 Millimeter groß.
Die Chromosomenzahl beträgt 2n = 14.