Это растение произрастает в основном в европейской части, изредка в Сибири, Средней Азии, на Кавказе и на Дальнем Востоке. Произрастает на полях как сорняк ржи, пшеницы и других яровых и озимых культур, на парах, молодых залежах, около лесополос и других насаждений. Василек любит песчаные и супесчаные земли, иногда растет и на глинистых почвах.
В медицине в качестве лекарственного сырья используют краевые синие цветки, неправильно называемые «лепестками».
Заготавливают наружные синие цветки во время полного цветения, обрывая их руками. Внутренние фиолетовые трубчатые цветки не собираются. Собранное сырье раскладывают тонким слоем на подстилке и сушат в темном, хорошо проветриваемом помещении.
Цветки василька синего содержат красящее вещество цианин, горькие гликозиды центаурин и цикориин, флавоноиды. Его препараты повышают диурез, усиливают желчеотделение, а также обладают бактерицидным действием. В народной медицине настой цветков василька применяют также как жаропонижающее и потогонное средство при болезнях, сопровождающихся лихорадкой, а также при некоторых заболеваниях глаз (в виде примочек).