Europa, Sibirien. I Sverige nästan hela landet. I Sörmland mindre allmän, sällsynt i Mälar- och kustområdena – (15%), antagligen förbisedd på grund av att den sällan blommar. Klockpyrolan växer i frisk till något fuktig, moss- eller örtrik barr- och blandskog, särskilt i ljusöppna skogar med kvardröjande betesgynnade arter som kattfot. Den tycks vara kalkgynnad men kan också uppträda i något magrare skogstyper, men då i regel på mark med svagt utbildat fältskikt. En hel del förekomster finns också i kärr- och mossekanter.