Желтушник левкойный в дикой природе растёт на лугах, приречных песках и кустарниках, залежах, опушках, вдоль дорог, около жилья. 1 Распространён в северном полушарии от полярного круга до полупустынь и пустынь. 1

Также встречается в посевах зерновых, пропашных, многолетних трав, на огородах, в садах, на паровых полях, залежах. 23 Нередко растёт на мусорных местах, свалках, вдоль железнодорожных насыпей, в долинах рек на песчаном аллювии и по склонам берегов. 23

Предпочитает гумусные, песчаные и суглинистые почвы, богатые питательными веществами. 5