Myrlilja har en sydvästlig utbredning i Sverige och växer öppet på fuktig, näringsfattig torv i myrar, mosselaggar och kärrdråg på mosseplanet, i fattigkärr, blåtåtelhed, runt skogstjärnar samt i fukthed vid kusten. Under högsommaren kan hela myrmarker färgas gula av myrlilja med fläckar av rosafärgad klockljung och vita tussar av ängsull och tuvull. Framför allt är myrliljan de inre fattigmarkernas blomma, men den förekommer ibland rikligt även vid havet och på större öar.