Liten ärtstarr förekommer på zonerade stränder vid havet och de större vattendragen. Den är karaktäristisk för moränstränder, där den finns i den nedre strandens glesa vegetation tillsammans med bl.a. myrtåg Juncus alpinoarticulatus och dyveronika Veronica scutellata. Den är ofta rotad mellan stenar, och rötterna tål att utsättas för kraftiga uppfrysnings- och isrörelser under våren. Den följer Ljungans hela sträckning, men vid Indalsälven finns den numera endast nedom Bergeforsen – denna underart har starkt missgynnats av vattenkraftens regleringar som utplånar zoneringen. De största inlandsförekomsterna finns i dag i Haverö, t.ex. sågs en massförekomst på ett flackt strandparti vid Ytterturingen 2005. Liten ärtstarr förekommer även på moränstränder vid större åar och någon gång vid sjöar med naturlig strandzonering som Ulvsjö i Stöde.