Относится к крупным зайцам: длина тела 57—68 см; масса 4—6 кг, редко — до 7 кг. Самые крупные особи встречаются на севере и северо-востоке ареала. Телосложение хрупкое. Внешне русак хорошо отличается от беляка более длинными ушами (9,4—14 см), длинным клиновидным хвостом (7,2—14 см длиной) чёрного или чёрно-бурого цвета сверху. Глаза красновато-коричневые. Задние конечности длиннее, чем у беляка, но передние короче и уже (длина ступни 13,6—18,5 см), поскольку русак обитает в регионах, где снеговой покров сравнительно неглубокий и твёрдый. Эти виды отличаются друг от друга и по форме зимних экскрементов: у беляков они выглядят как приплюснутые шарики, а у русаков — немного вытянутые, яйцевидной формы, с меньшим диаметром[2].
Летняя окраска бывает охристо-серая, бурая, коричневая, охристо-рыжая или оливково-бурая, разных оттенков. Характерны крупные тёмные пестрины, образованные концами волос подшёрстка. Концы остевых волос охристые. Шерсть русака блестящая, шелковистая, заметно извитая. Бока окрашены светлее спины; живот белый, без ряби. Вокруг глаз белые кольца. Кончики ушей круглый год чёрные. Зимний мех немногим светлее летнего (в отличие от беляков, русаки никогда не бывают зимой белоснежными); голова, кончики ушей и передняя часть спины и зимой остаются тёмными. Половой диморфизм в окраске отсутствует. В кариотипе 48 хромосом.
Как и у всех зайцев, линька у русаков проходит весной и осенью. Весенняя линька обычно начинается во второй половине марта и длится 75—80 дней, заканчиваясь к середине мая. Наиболее бурно она протекает в апреле, когда шерсть выпадает клочьями. Общее направление весенней линьки — от головы к хвосту. Осенью летние волосы постепенно выпадают, и им на смену подрастает густой и пышный зимний мех. Направление осенней линьки обратно направлению весенней — она начинается с бёдер, затем переходит на круп, хребет, передние лапы и бока. Дольше всего летний мех остаётся на спине и около глаз. Начало линьки обычно приходится на сентябрь; заканчивается она в конце ноября, хотя при тёплой погоде может затянуться до декабря.
Русак — исконно степное животное Европы, Передней и Малой Азии и Северной Африки. Его расселение на север, вероятно, началось не раньше середины четвертичного периода. В настоящее время он распространён в степях, лесостепях, тундрах и малооблесённых областях лесной зоны Европы, на севере до Ирландии, Шотландии, южной Швеции и Финляндии, на юге — до Турции, Закавказья, Ирана, севера Аравийского полуострова, Северной Африки, северного Казахстана. Ископаемые остатки известны из плейстоценовых отложений Азербайджана и Крыма.