Hluchavka žlutá roste ve vlhkých stinných listnatých nebo smíšených lesích v křovinách a pobřežních houštinách, živých plotech a v porostlých stržích. Charakterizuje úrodné, minerálně dosti bohaté humosní půdy. Rozšířena od rovin a pahorkatin až do horských smíšených bučin. Největšího rozvoje dosahuje v svěžích bučinách. Bývá proto označována jako význačný druh bučinný. Na úrodných svěžích až vlhkých půdách roste však i v jiných rostlinných útvarech. Vyznačuje zpravidla lesní půdy nejlepších bonit, tedy nejlepší lesní (porostní) typy. Pyskatá rostlina s rozšířením evropským. Kvete od konce dubna do června, nejčastěji v květnu.