Kärrstjärnblomma växer på våt, näringsrik mark längs diken, i kanten av kärr, vid grävda vattenhål, i sumpskogar och på fuktängar i betesmarker.

Kärrstjärnblomma är en ovanlig växt på Öland och har minskat tydligt sedan Sterner (1938). Förr växte den främst längs västra kusten av mellersta Öland. En del av de gamla lokalerna utgjordes av bäckar, diken och kanaler i odlingslandskapet. Fortgående dränering och utdikningar har missgynnat kärrstjärnblomma, men den är lätt att förbise och kan finnas kvar trots frånvaro av aktuella fynd. Växten är exempelvis återfunnen vid Mossberga (Högsrum sn), Beteby (Mörbylånga sn), Lilla Vickleby skog och sydost om Ås kyrka på ungefär samma lokaler där den senast uppgavs av Rikard Sterner i början av 1900-talet. Jämfört med Sterner (1938) ses en tydlig minskning i statistiska analyser (Frescalo och Telfer).

Kärrstjärnblomma varierar mycket i utseendet vad gäller plantans höjd och graden av förgrening, storlek och form på bladen, längd av internoder, blomstorlek mm. I Norden är variationen speciellt stor längst åt norr och öster. Kärrstjärnblomma har ett ovanligt högt antal kromosomer, från 2n = 130 till 2n = 182 (Jonsell 2001).

Gammal, bofast.