Repestarr är en av skogsbäckarnas karaktärsväxter. Den finns både längs artrika och artfattigare bäckar, vanligen då de går genom granmarker. Den tillhör främst bäckarnas översvämningszon och växer ofta en bit från bäcken. Den rotar sig i låga mossor på fast mineraljord, gärna på svämgrus, eller i eroderade gropar i bäckkanten. Dessutom finns den i annan blöt skog, både i ren gransumpskog och i granskog med inblandning av t.ex. gråal Alnus incana, då särskilt i kanten av tidvis vattenfyllda svackor. Någon gång finner man den vid källbäckar och i rikkärrskanter, mer sällan bland högörter i granskogssluttningar. Arten tycks vara konkurrenssvag och rotar sig helst på glest bevuxna eller bara fläckar.
Repestarr står ofta i stark skugga men blommar rikligare i ljusöppna lägen. Den kan gynnas av blottad mineraljord och är en vanlig kolonisatör i fuktiga skogsbilvägsdiken. Arten ses inte sällan på hyggen, t.ex. i blöta gropar och körspår i mark med ytligt grundvatten. Den kan dock missgynnas av uttorkning vid uthuggning.