Storviol har en kontinental utbredning med de största förekomsterna i östra Europa och västra Sibirien. Förekomsterna på Öland, i Estland, Italien och Frankrike räknas som västliga utpostlokaler. I centrala Europa växer storviol längs dalgångarna av de större floderna. Lokalerna kännetecknas av periodvisa översvämningar omväxlande med torka. I flera europeiska länder betecknas storviol som hotad.

På Öland växer storviol halvskuggigt på periodvis fuktig, kalkrik mark. Den är en typisk brynväxt som främst ses i gläntor och kanten av lövsnår. Vanligen växer storviol längs skogsvägar och i buskrika kalkfuktängar omgivna av rikare lövskog. Men den kan även växa i karster, sekundärt i kanten av åkrar som gränsar mot ädellövskog och stundom vid diken. Arten missgynnas av bete och slåtter samtidigt som växtplatserna inte får växa igen. Däremot har återkommande röjningar visat sig vara gynnsamma (Widén 2011). En lokal vid Gösslunda, Hulterstad sn, illustrerar detta förhållande tydligt. Storviol växer rikligt mellan elstängslet och en stenmur där röjningar skett samtidigt som betesdjuren inte når växten. På flera lokaler delar storviol växtplatsen med hartmansstarr Carex hartmaniorum, en art som på Öland ofta är knuten till gamla slåttermarker.

Storviol har sina rikaste lokaler i Mittlandet, främst i Gärdslösa, Högsrum, Långlöt och Torslunda sn. Två karster i Vickleby sn hyser mindre bestånd. På flera lokaler har storviol lång kontinuitet såsom i området runt Tveta gård, Torslunda sn, där växten noterades redan av M. G. Sjöstrand 1830, belägg i UPS. Ännu idag finns storviol kvar i området och växer på flera lokaler i gläntor och längs skogsvägar. Många av dagens lokaler är nyfunna och tidigare förbisedda, efter 1986 har drygt 20 nya förekomster av storviol noterats. Å andra sidan har växten försvunnit från flera av sina gamla lokaler. Hoten är igenväxning som ger en alltför skuggig miljö för att växten ska fortleva. Men även alltför hårdhänt röjning kan missgynna storviol. Det största hotet idag är den fortgående dräneringen av landskapet som bland annat drabbat de rika förekomsterna runt Tveta. En av Mörbylånga kommuns större vattentäkter finns i området vilket medfört att flera lokaler idag är alltför torra för att vara optimala för storviol. Vid en totalinventering av storviol 2017 återfanns den på 27 lokaler, en ny lokal hittades och den eftersöktes förgäves på 10 kända lokaler där den noterats under 2000-talet (Andersson & Gunnarsson 2017). Jämfört med Sterner (1938) ses en tydlig minskning i statistiska analyser (Frescalo och Telfer).

Liksom många andra arter i släktet Viola har storviol två slags blommor; dels öppna, stora blommor (chasmogama), dels små blommor som aldrig öppnar sig (kleistogama). Chasmogama blommor visar sig i slutet av maj–början av juni, de är sällsynta, gynnas av ökat ljusinsläpp och kan kors- eller självbefruktas. Blommorna mäter ca 2 cm, färgen är blåviolett med ett vitt centrum och en kort, grön sporre. Kleistogama blommor kommer fram i mitten av juni. De är vanligare än de chasmogama, självbefruktas och står för den största delen av fröproduktionen. Arten har en fröreserv i marken vilken aktiveras vid ökad ljustillgång. Groddplantorna är konkurrenssvaga och löper stor risk att torka bort. Storviol kan spridas vegetativt över korta sträckor och på så sätt bildas kloner (Widén 2011).

Gammal, bofast.