Stortimjan förekommer på torrängar, torrbackar, hällmarker, samt i hagmarker och bryn.

Ganska vanlig; funnen i 66 rutor (38%); tidigare flerstädes i mellersta och tämligen sällsynt i västra Blekinge (Holmgren 1942). Stortimjan är utbredd i Ronnebys kommun, samt merparten av Karlskronas kommun utom i den östligaste delen.