W łożyskach tych wałeczki, które mają kształt cylindryczny, mają liniowy kontakt z bieżniami. Łożyska te charakteryzują się wysoką zdolnością przenoszenia obciążenia promieniowego oraz są odpowiednie do wysokich prędkości obrotowych. Występuje kilka różnych typów oznaczonych symbolami NU, NJ, NUP, N, NF dla łożysk jednorzędowych oraz NNU, NN dla łożysk dwurzędowych w zależności od konstrukcji lub braku bocznych obrzeży. Pierścienie zewnętrzny i wewnętrzny we wszystkich typach łożysk są rozdzielne. Niektóre łożyska walcowe nie posiadają żadnych obrzeży na pierścieniu zewnętrznym lub wewnętrznym, tak więc pierścienie te mogą przemieszczać się względem siebie w obu kierunkach. Łożyska tego typu mogą być użyte jako łożyska mocujące swobodny koniec wału. Łożyska walcowe, w których albo pierścień zewnętrzny albo pierścień wewnętrzny posiada dwa obrzeża, a drugi pierścień posiada jedno obrzeże, zdolne są do przenoszenia obciążenia osiowego w jednym kierunku. Łożyska walcowe dwurzędowe mają wysoką sztywność promieniową i są używane przede wszystkim w precyzyjnych obrabiarkach. Zwykle stosuje się kosze stalowe prasowane lub kosze mosiężne obrabiane maszynowo ale czasami również kosze poliamidowe formowane metodą wtryskową.