Rzepak ozimy charakteryzuje się większą zimotrwałością w porównaniu do jęczmienia ozimego. Jednak jest mniej zimotrwały niż rzepik ozimy i znacznie mniej niż pszenica czy żyto. Jest on szczególnie wrażliwy na niskie temperatury panujące w końcowym okresie zimy, gdy dochodzi do jego rozhartowania w efekcie odwilży zimowych. W przypadku dobrego zahartowania roślin w okresie jesiennym, rzepak dobrze znosi nawet znaczne spadki temperatury mające miejsce na początku zimy – w grudniu. W okresie tym krytyczne temperatury dla części nadziemnych rzepaku wynoszą mniej niż -20ºC.

W tym czasie większą wrażliwością na mrozy charakteryzuje się system korzeniowy roślin, dla którego temperatury krytyczne kształtują się na znacznie wyższym poziomie od -5 do -6ºC. Z badań wynika, że zniszczenie przez mrozy rozet liściowych rzepaku wiąże się z połowę niższym obniżeniem plonu rośliny, niż w przypadku uszkodzenia także pąków wierzchołkowych. W przypadku głębszego przemarznięcia tkanek korzenia głównego, rzepak po przejściowym zazielenieniu zamiera, zaś w przypadku uszkodzenia jedynie skórki wraz z warstwą korkową, rozwój rzepaku jest opóźniony.
Z kolei przy braku okrywy śnieżnej rzepak jest wrażliwy na wysuszenie przez mroźne wiatry, zwłaszcza gdy gleba jest zamarznięta, co prowadzi do wysmolenia roślin. Taka sytuacja ma szczególnie miejsce na końcu zimy. Wysmalające wiatry, wiejące przez dłuższy czas, mogą doprowadzić do zniszczenia roślin, nawet przy niewielkich mrozach.