Europa, Asien, Nordamerika. I Sverige allmän upp till södra Norrland, norr därom sällsynt. I Sörmland allmän – (53%). Vattenpilörten är flerårig och lever, som det vetenskapliga namnet anger, ett dubbelliv. Dels växer den som vattenform i sjöars och dammars flytbladszon, vanligen från 0,5–1 m djup, dels som landform bland starr och vass i strandzonen av samma miljöer. Den förekommer också som helt landlevande på banvallar och vägkanter och är också ett svårutrotligt ogräs i åkerkanter och trädgårdsland, särskilt på lera. På land blommar arten mycket mera sällan än i vatten.