Rễ lúa phát triển từ phôi gọi là rễ nguyên thủy (hay còn gọi là rễ mộng hay rễ mầm) chỉ có 1 chiếc duy nhất. Rễ mộng có tác dụng hút nước trong thời gian đầu để cung cấp cho mầm phát triển, sau một thời gian ngắn (khoảng một tháng) sẽ chết đi và được thay thế bằng các lớp rễ phụ (còn gọi là rễ bất định, rễ chân kiềng) - là bộ rễ hút chất dinh dưỡng trong suốt quá trình sinh trưởng và phát triển của cây lúa sau này. Giai đoạn đầu, bộ rễ này được phát triển từ những đốt ở dưới thấp (dưới mặt đất) và bộ rễ được chia thành 2 lớp: lớp rễ mặt ở phía trên và lớp rễ thường ở sâu hơn. Ở những giai đoạn phát triển về sau của cây lúa, những đốt ở phía trên cũng bắt đầu sinh rễ và phát triển theo chiều ngang tạo thành lớp rễ trên bề mặt. Những mắt đầu chỉ ra được trên dưới 5 rễ, nhưng những mắt sau có thể đạt 5-20 rễ và tập hợp các hớp rễ tạo thành bộ rễ chùm. Bộ rễ lúa có thể đạt tới 500-800 cái và tổng chiều dài rễ ở thời kỳ trỗ bông có thể đạt đạt tới 168m. Bộ rễ lúa phân bố ở lớp đất 0-20cm là chính, trong đó phần lớn ở tầng mặt 0-10cm. Ở lớp đất sâu trên 20cm cũng có rễ phân bố nhưng không đáng kể. Những rễ già hoặc những phần già của rễ có màu nâu, còn những rễ mới hoặc những phần non của rễ có màu trắng.

Người ta phân chia quá trình phát triển của bộ rễ làm 2 thời kỳ chính:

a. Thời kỳ đẻ nhánh, làm đòng: bộ rễ phát triển có hình bầu dục nằm ngang
b. Thời kỳ trỗ bông: bộ rễ lúa phát triển xuống sâu, có hình quả trứng ngược.

Riêng đối với lúa gieo thẳng, lúa sạ: do mật độ cây tương đối cao, phân bố rải rác và gieo nông nên bộ rễ lúa ăn rộng hơn so với lúa cấy. Bộ rễ thường phát triển mạnh ở lớp đất mặt, phân nhánh nhiều do lớp đất mặt có chứa lượng không khí lớn hơn so với tầng đất sâu. Các biện pháp làm đất, bón phân, tưới nước, làm cỏ... cũng có ảnh hương không nhỏ đến sự phát triển của bộ rễ.