Das Verbreitungsgebiet der Sibirischen Schwertlilie reicht von Mitteleuropa bis Westsibirien und besiedelt das Westsibirische Tiefland bis zum Altai.

Nicht zu nährstoffreiche, wechselfeuchte bis nasse, zeitweilig auch überflutete extensiv genutzte Wiesen werden von ihr besiedelt. Gern wächst sie auch in sumpfigen Au- und Waldwiesen, Flutmulden, Gräben und Grünlandbrachen. In Mitteleuropa hat sie ihr Schwerpunktvorkommen in Pfeifengras- und Brenndolden-Auenwiesen. Aufgrund von Trockenlegungen, Änderungen der Bewirtschaftung und vermehrtem Nährstoffeintrag gilt die Sibirische Schwertlilie in weiten Teilen Mitteleuropas als gefährdet. Im Naturpark Ammergauer Alpen kommt sie vor allem in den Moorgebieten des Pulvermoos, Alternauer Moor und Bayersoier See vo, wo sie während der Blütezeit die Landschaft in ein blaues Meer verwandelt.

Bestäubt werden die Blüten von Hummeln, Schwebfliegen und Pelzbienen, die zu den Wildbienen gehören. Von den Blättern ernähren sich Kleinschmetterlinge wie zum Beispiel der Nesselbär oder die Rohrkolbeneule. Nach der Bestäubung der Blüten entwickeln sich bis zum Herbst dreikammerige Fruchtkapseln.

Sie ist nach dem Bundesnaturschutzgesetz besonders geschützt und inzwischen sehr selten.