Корневая система пионов состоит из трёх типов корней:

• Толстые корни. Многолетние, клубневидные, с тёмно-коричневой корой. В них накапливается основной питательный запас пиона.

• Придаточные корни. Тонкие, почти прозрачные корни, которые образуются около почек возобновления в первый год после посадки. Они растут в течение лета, утолщаются, покрываются слоем коры и постепенно превращаются в толстые корни.

• Всасывающие корешки. Белые, нитевидные, ежегодно отмирают. Они отвечают за транспортировку влаги и питательных веществ из почвы.

Корневая система у взрослых растений достигает в глубину 70–90 см.