Skogsstjärnblomma är en ursprunglig art. Den anges som sällsynt i Gävletraktens växter och bara tre 1800-talsfynd har publicerats. Totalt finns tretton gamla fynd. Det är troligt att arten har ökat.
Skogsstjärnblomman förekommer i olika skogar och det är svårt att hitta en gemensam nämnare annat än att den ofta finns i anslutning till rörligt markvatten, källflöden, småbäckar och vid ängsartade gläntor. Arten är vanligare på hyggen och annan öppen skogsmark än i skog. Kanske ingår den i skogsmarkens fröbank. Den gynnas uppenbarligen av ljus och omrörning och hittas ofta i körspår och rotvältor liksom under kraftledningar. Arten växer ibland mycket magert i fuktiga skogsängar. Den förekommer också i kulturskapade miljöer som skogsdiken och vägkanter.
Vanliga följeväxter är hallon (22%), ekorrbär, skogskovall, rönn, skogsfräken och vitsippa.