Europa, Nordafrika, Västasien. I Sverige hela landet. I Sörmland mycket allmän – (92%). Kärrtisteln är två- till flerårig och dör efter blomningen. I motsats till många andra arter förmår groddplantorna regelbundet etablera sig i sluten grässvål. Arten är typisk för ohävdade eller svagt hävdade och igenväxande fuktängar, där den växer tillsammans med älggräs, tuvtåtel och veketåg. Den uppträder också regelbundet i rikkärr samt på näringsrika strandängar. Sekundärt uppträder den även i diken, på trädor, fuktiga hyggen och ibland även på vägkanter och annan torrare skräpmark.