Knagglestarr växer på fuktig, kalkrik mark och gynnas av rörligt grundvatten. Vanliga växtmiljöer är skogskärr, ofta med ag Cladium mariscus, sumpskogar samt fuktig och örtrik granskog. Den ses även i kulturpåverkade miljöer nära diken, kanaler, bevattningsdammar, kraftledningsgator samt sällsynt i slåtterängar. Knagglestarr är snabb på att kolonisera störd mark som kalhyggen, traktorvägar och nyröjd betesmark. I Böda har skogsbete återupptagits i en del fuktiga ängsgranskogar, några av dem med knagglestarr vilket kanske kan gynna arten på sikt.

Utbredningen är koncentrerad till två områden, längst i norr Böda sn, samt Mittlandets västra delar från Högsrum sn i norr till Torslunda i söder. Knagglestarr har en tydlig tillbakagång beroende på fortgående dränering av landskapet. Även upphört skogsbete har varit ogynnsamt då dagens skogar blivit alltför mörka och täta för arten. Jämfört med Sterner (1938) ses en minskning i statistiska analyser (Telfer).

Knagglestarr tillhör ett komplex med arter som är svåra att avgränsa och dessutom lätt bildar hybrider; dit hör näbbstarr/jämtstarr C. lepidocarpa, grönstarr C. demissa och ärtstarr C. oederi. Knagglestarr känns igen på att de 3–4 honaxen sitter tätt och på det oskaftade hanaxet. Näbben på fruktgömmet är lång (2–2,5 mm) och utgör 40–50 % av fruktgömmets längd. Det nedre stödbladet är långt (10–15 cm).

Gammal, bofast.