Europa, Asien. I Sverige från Skåne till mellersta Norrland. I Sörmland allmän – (40%). Kärrstjärnblomman är flerårig och växer i fuktängar och starrkärr ofta vid stränder av sjöar och åar på kärrtorv. Arten är konkurrenskraftig även i tämligen högväxt vegetation och den är därför temporärt gynnad av igenväxning.