Нонея растёт практически повсеместно: её можно встретить в степях, по залежам, сухим лугам, по обочинам дорог, на пустырях, открытых склонах. Распространена нонея в Восточной и Центральной Европе, в Средней Азии, на Кавказе, Украине, в европейской части России (Причерноморский район). Тёмно-бурая нонея предпочитает малокарбонатные и карбонатные сухостепные почвы. В Москве нонею тёмно-бурую можно встретить на влажных лугах и окраинах болот в пойме реки Москвы, изредка — на остепнённых луговых склонах.