La tiarelle cordifoliée pousse généralement dans les sites frais des forêts de feuillus ou mixtes. L’espèce se retrouve sur des sols riches en matière organique, bien drainés et légèrement acides, à l’ombre des arbres matures.
Cette espèce est strictement indigène en Amérique du Nord, bien que d’autres espèces de tiarelles se retrouvent ailleurs dans le monde. Répandue aux États-Unis, elle est surtout fréquente sur la côte est, dans les Appalaches, dans les états du nord tels que New York et la Pennsylvanie et au sud (Caroline du Nord, Géorgie et Tennessee).
Au Canada, on l’observe dans le sud du pays et dans les provinces maritimes. Au Québec, on la retrouve principalement dans le sud de la province, comme en Estrie, en Montérégie et dans les régions de Lanaudière, des Laurentides et en Mauricie.