В природе овсяница луговая широко распространена в европейской части, Сибири, в горных районах Алтая, Саян, на Сахалине и в Приморье.
Произрастает на лугах лесной и лесостепной зон, вблизи рек, по опушкам лесов, реже — на суходолах; иногда, как сорное растение, на полях. Овсяница луговая введена в культуру в начале XX века как компонент травосмесей при улучшении природных сенокосов и пастбищ.
После скашивания и стравливания лучше отрастает, чем тимофеевка луговая. В более влажных условиях за сезон формирует 2— 3 укоса. На сенокосах и пастбищах сохраняется 6—8 лет.