Europa. I Sverige utefter kusten från Skåne till Västerbotten. I Sörmland allmän längs kusten och i skärgården – (15%). Vitstjälksmöjan växer i havet på skyddade till måttligt skyddade platser, vanligen på en till några meters djup. Den växer snarare på grusig–stenig botten än på lera. Även på djupt vatten når den upp till vattenytan och blommar regelbundet. Arten är vanlig i driften och kan blomma och sätta frukt i fuktiga driftvallar. I Sörmland är den inte funnen i sötvatten.