Europa, Nordasien. I Sverige nästan hela landet. I Sörmland mycket allmän, jämnt spridd – (82%). Kärrsiljan är en flerårig art. Den växer i kärr av olika slag och på olika slags sjöstränder, i myrgölarnas gungflyn, på fattigsjöarnas mineralstränder och i lersjöarnas näringsrika strandängar och alkärr. Växtplatserna är ofta tidigare betade eller slåttrade våtmarker. Vid havet förekommer den på stränder, men framför allt i skärens små hällkarsmyrar, ända ut i havsbandet. Arten är relativt igenväxningstålig. I Sörmlands inland är kärrsiljan makaonfjärilens viktigaste värdväxt.