Trådstarr brukar i täta fält breda ut sig kring gungflyartade stränder vid rikare myr- och skogstjärnar, och den är också typisk där åar passerar genom myrar. Där bildar den ofta meterhöga, ensartade bestånd. På mindre näringsrika myrytor står den glesare och gärna tillsammans med flaskstarr C. rostrata. Dessa två utgör de dominerande högstarrarterna i vattenrika, låglänta kärrpartier. Trådstarren är vanligast på medelrika stormyrar och finns mer glest även i grunda flarkar, gungflykanter m.m. På fastmattor är den ofta lågvuxen och steril, liksom i tuvkanter i torra rikkärr. På fattigmyrar finns den åtminstone i ett bälte kring myrgölar och vid drag i utloppet.
Arten följer skogsåarna i lugnsträckor, särskilt i våröversvämmade partier och kan även finnas i enstaka tuvor vid kärriga skogsbäckar. Den finns vid småvikar och edor i skuggiga lägen vid älvarna. På fasta stränder vid större sjöar – särskilt i skogsområdet – kan den vara formationsbildande vid lugna, rikare vikar. På mer utsatta, långgrunda ställen bildar den glesa bestånd långt ut i vattnet. Den kan gynnas av uppdämningar, t.ex. vid regleringar och f.d. flottningsdammar. I odlingsområdena kan den bilda massbestånd i öppna, vattenrika kärr. Däremot ses den sällan etablera sig i diken eller på annan kulturskapad mark.