Встречается в равнинных и горных лиственных, смешанных, реже хвойных и остепнённых лесах, на лесных опушках, лесных лугах и в зарослях кустарников.
Предпочитает хорошо увлажнённые, не заболоченные почвы, но встречается и на относительно сухих. Чаще отмечается в местах с умеренной освещённостью. Отличается морозостойкостью. Предпочитает нейтральные и щелочные почвы со значительным содержанием гумуса.
Размножение семенное и вегетативное (с помощью корневищ) . Первые три года проросток развивается под землёй получая питание в результате симбиотических отношений с грибом. На 3—4 год развивается первый зеленый лист. Зацветает на 8—17 году жизни. Цветки опыляются насекомыми.
Побегообразование начинается в апреле, в начале мая появляются бутоны, а середине мая — начале июня происходит цветение. Продолжительность цветения 2—3 недели. Опылённые цветки увядают на 2—3 день. Семена вызревают и высыпаются через 2—3 месяца.
Растение является объектом массового сбора людьми для букетов и с целью пересадки на садовые участки, что ведёт к повсеместному сокращению вида; существует опасность исчезновения этого вида во многих регионах России.
Башмачок настоящий — первый представитель семейства Орхидные умеренного пояса, взятый под охрану (с 1878 года в Швейцарии) , ныне охраняется во всех европейских странах, включая Россию.
