Ursprunglig i Europa. I Sverige hela landet. I Sörmland troligen mindre allmän, men otillräckligt uppmärksammad under inventeringen. Arten är traktvis ganska vanlig – (7%). Stor vattenmåra växer vid sötvatten på strandängar, i diken och i alkärr, i regel på våtare platser än vattenmåra och där marken är rik på näring. Den uppträder gärna i igenväxande miljöer, där den på veka stjälkar klättrar upp i omgivande vegetation. Stor vattenmåra tolkas ibland som en underart av vattenmåra men är genetiskt skild från denna genom dubbelt kromosomtal.