Humlelusern är ursprunglig vid Medelhavet och i stora delar av Eurasien, kanske också i sydligaste Sverige. I Småland tycks dock artens spridning inte ha börjat förrän under senare delen av 1800-talet (även om det finns enstaka mycket äldre lokaler). Från Jönköpings och Kronobergs län kände Scheutz (1864) bara två lokaler, Jönköping Gränna och Visingsö, och han poängterade att växten ´saknas i största delen af dessa begge län´. Under 1800-talet kom den in som avsedd eller oavsedd inblandning i vallfrö. Kring förra sekelskiftet började den användas som foder- och gröngödselväxt, särskilt på sandiga jordar (Lyhagen 1991); enligt Lagerberg (1957) hade den på hans tid odlats som vallväxt i femtio år. I vår tid utgör den en vanlig förorening i gräsfrö.

Arten trivs bäst på torr sand- och lerjord med sparsam vegetation. Den påträffas i torrängar och på betesmarker (även gödslade), i gräsmattor, på gamla vallåkrar, vägkanter och utfyllnadsmark. Ibland finner man den i åkerkanter och som ogräs i trädgårdsland.