Arten har mycket vid ekologi och klarar att växa både i meterdjupt vatten och på land. Sjöfräken är en av landskapets vanligaste växter i sötvatten. Den förekommer vid nästan alla vattendrag, sjöar och tjärnar och ofta i stor mängd. Vid näringsfattiga skogssjöar bildar den glesa vassar och i näringsrika sjöar och lugnflytande vattendrag utvecklar den kompakta fräkenmader i kanten mot öppet vatten. Sjöfräken finns i vattensamlingar av alla storlekar, också i smågölar, korvsjöar och anlagda dammar eller diken. Den är också vanlig i både fattigkärr och rikkärr och tillhör ofta karaktärsarterna i de blötaste kärrpartierna, särskilt de som ansluter till sjöar och vattendrag. Sjöfräken växer även i blöta sumpskogar och små bestånd förekommer ibland i sluten skog utan öppet vatten.