Knölsmörblommans svenska utbredning är sydlig, norrut når den till och med Gästrikland. Den före- kommer även på Åland. I Uppland är den tämligen allmän, men saknas i den nordvästligaste delen. 453 kartblad, 1047 kvadranter.
Almq. I kust- och slättbygder allmän upp till Gräsö, Gimotrakten, Dannemora och Vendel; eljest spridd till norra kusten; i Heby tämligen allmän i söder, men okänd i Tärna och Norrby socknar.
Knölsmörblomma är en karaktärsväxt för torrbackar och kan under gynnsamma år blomma rikligt i maj–juni. Under torra högsomrar vissnar de ovanjordiska delarna bort och man ser knappast ett spår av växten. Man finner den även i torra partier av hagmarker och kring hällar i öppna betesmarker.
I Heby troligen starkt minskande på grund av upphörande naturbete och igenväxning och i avsaknad av naturliga ståndorter, såsom kalkpåverkade hällmarker.