大葱的根系为弦线状须根，着生于短缩茎的茎节部，随着大葱株龄增加和短缩茎盘增大，新根不断发生，发根能力较强，一株有50～100条根，长30～45厘米，根群主要分布在30厘米以内的表土层。大葱的根系再生能力较弱，当已发生的根系被切断后，断裂后的根系不能发生侧根，所以大葱经起苗移栽，起苗前已形成的根系就没有多大的利用价值，在成活后葱的生长主要依靠新生的根提供养料和水分。大葱根系好气、怕涝，喜欢疏松肥沃、透气良好的土壤，若土壤湿度过大，特别是高温高湿，根系因供氧不足而坏死。大葱根系有向气性，喜欢向土壤透气性较高的部位伸展，高培土栽培时，大葱的根系不是向下生长，而是沿着水平方向或向上延伸，培土越高，大葱根系的返根现象（根系往上长）越突出。
大葱根的分枝性差，根毛少，吸水吸肥能力弱，但发根能力强，根数可达50~100条，直径1~2毫米。大葱根系怕涝，如果土壤的湿度大，再加上高温条件，根系易坏死，因此，需注意浇水不能太多。