Trådstarr vokser på fuktig eller våt jord og er spesielt vanlig på næringsfattig torvjord. Den er en typisk art for hengemyr og ved bredden av tjern og bekker. Arten har en sirkumboreal utbredelse i kjølig tempererte strøk på den nordlige halvkule. I Norge er den vanlig over hele landet. Trådstarr er sjelden over tregrensa, men finnes likevel opp til 1100 moh. i Sør-Norge. Den danner av og til sterile hybrider med andre starrarter.