Europa, Asien. I Sverige upp till Ångermanland och Jämtland. I Sörmland oftast mycket allmän, sällsyntare i skärgården – (90%). Stor blåklocka växer företrädesvis i naturliga betesmarker med lövträd, där jordarna får kontinuerlig tillförsel av organiskt material. Arten är också vanlig i skogsbryn, gläntor och i vägkanter. Den är ofta talrik på torra kalkhällmarker. Stor blåklocka är igenväxningstålig och är ofta riklig i trädklädda, extensivt betade hagmarker, i gläntrika lövskogar och i hagmarker under igenväxning. Den förekommer ibland också i örtrik barrskog, där den i de flesta fall är en rest från tidigare skogsbete. Växten odlas rätt ofta i trädgårdar. Det rör sig dels om saluförda exemplar, vilka ibland är vitblommiga, dels om plantor som förts in från naturen.