Au mois de juillet, les tiges s’allongent pour fleurir. Les fleurs sont disposées en verticilles denses et sphériques, qui se superposent sur la tige, apportant à la plante une silhouette originale. Les fleurs, de grande taille pour une Lamiacée, sont jaune vif. Elles sont formées de 2 grandes lèvres, dont la supérieure, en forme de casque, recouvre l’inférieure.

Les calices, épineux, en sépales soudés, sont de forme géométrique. Ils restent en place, après que les fleurs soient fanées. Cette structure est aussi décorative, surtout l’hiver sous le givre.

Les fleurs de Phlomis grandiflora sont pollinisées par les insectes et attirent les papillons.