Öst- och Mellaneuropa, Sibirien. I Sverige i de östra delarna av Götaland och Svealand. I Stockholms län traktvis allmän, för övrigt sällsynt – (17%). Natt och dag är en ettårig halvparasit som trivs i näringsrik jordmån, gärna under ek och andra lövträd i öppen, örtrik skog, i hagar, skogsbryn och vid vägkanter. Arten förekommer främst i inre skärgården och på fastlandet nära kusten. Den är i stort sett allmän i Stockholms län, och förekommer söder därom sällsynt utmed kusten ned till Bälinge. Söder om Nyköping tycks den helt saknas. Vid Mälaren förekommer den sällsynt till Jäder. Utbredningen tyder på att arten gynnas av det mildare kustklimatet, men kan kanske delvis också förklaras med ofullbordad spridning. Natt och dag gynnas tydligt av igenväxningen och har under 1900-talet ökat inom förekomstområdet. De stora, tunga fröna lämpar sig inte för långspridning och de strödda inlandsförekomsterna har nog uppkommit genom människans förmedling, antingen oavsiktligt med hötransporter eller avsiktligt genom sådd i och kring trädgårdar.