Тимофеевка луговая в природе произрастает в умеренных регионах Северного полушария. 1 Она встречается в лесной, лесостепной и степной зонах, в поймах рек с умеренным увлажнением, на суходолах, суглинистых и глинистых почвах. 1

Растение растёт на лугах, пастбищах, в составе газонов и по обочинам дорог, редко — в лесах. 1 На территории России тимофеевка луговая встречается в районах Кавказских гор, в лесной и лесостепной зоне. 4

Также её можно встретить в Европе, странах Африки, Австралии и Америке. 3

Исключения — пустыни и арктический климат, в условиях которых трава не способна к росту. 4