De kop-romp lengte bedraagt 21 tot 29 cm,.

De staartlengte is 150 tot 230 mm en het lichaamsgewicht 150 tot 520 gram.

De zwaarst bekende bruine rat woog 794 gram.

Mannetjes worden groter dan wijfjes.

De bijna kale staart is altijd korter dan het lichaam.

De staart heeft 160 tot 190 ringen.

Het dier heeft kleine licht behaarde oren en, in het wild, over het algemeen een ruige grijsbruine vacht.

De vacht is aan de buikzijde lichtgrijs van kleur.

In het wild komen verscheidene variaties voor, van zwart tot bruin.

Soms zijn de voorpoten zeer licht van kleur, en heeft de borst een witte vlek.

De rat heeft een vrij korte snuit en is, vooral voor een knaagdier, stevig gebouwd.

Het is een van de grotere soorten van het geslacht Rattus.

De bruine rat vestigt zich het liefst in een vochtige en niet te warme omgeving.

Ze voelt zich dus al snel ergens thuis, vooral in de buurt van de mens.

Zijn favoriete habitats zijn kelders, kruipruimten, schuren, stallen, vuinisbelten, graan en houtopslag plaatsen, aan de rand van sloten en dijken, onder de grond in uitgebreide holen en op sommige plekken in de buurt van riolen en ander vervuild water.

Bruine ratten leven echter ook in gebieden waar geen mensen voorkomen, zoals op onbewoonde eilanden.

Een bruine rat die 's zomers in de natuur bij slootkanten leeft, trekt 's winters vaak naar de warmte van huizen.

Het territorium wordt meestal niet ver van de voedselbronnen gevestigd.

Hij graaft een hol met een diameter van 65 tot 90 millimeter, vaak in een oever of onder een boomwortel, maar ook in de vlakke grond. Ook maakt hij nesten onder vloeren, in hooimijten, tussen muren en in andere holle ruimtes rond menselijke nederzettingen.

Bij de ingang van het hol laat de rat meestal hopen aarde achter, die in de loop van de tijd vanzelf worden platgestampt.

In open gebieden graven de dieren ondergrondse gangenstelsels, die zelden dieper gaan dan vijftig centimeter. Holen zijn bovengronds aan elkaar verbonden met paadjes.

De bruine rat is voornamelijk 's nachts actief, in twee piekuren, het eerste enkele uren na zonsondergang en de ander enkele uren voor zonsopgang.

Ze kunnen echter ook overdag waargenomen worden, bijvoorbeeld als er 's nachts veel predators actief zijn.

Ook zullen ondergeschikte ratten, die door dominante ratten worden belemmerd 's nachts voedsel te zoeken, overdag vaker actief zijn, voornamelijk als er een hoge populatiedichtheid is.

Het is een alleseter, die voornamelijk leeft van eiwit- en zetmeelrijk voedsel.

Hij leeft onder andere van graan, zaden, slakken, larven, kikkers, jonge zoogdieren, vogeleieren en aas, maar zal ook aan botten knagen en aan andere ongewone producten zoals zeep en kaarsen.

Kannibalisme komt ook voor, voornamelijk ten gevolge van eiwitten tekort.

De bruine rat legt soms voedselvoorraden aan.

Dit gebeurt voornamelijk door ondergeschikte ratten en zogende vrouwtjes.