Произрастает в Европе, на Кавказе, в Малой Азии. В Московской области растет в основном в южной части.
Липу издавна сажали в столице в парках и на улицах, местами можно встретить деревья 200-летнего возраста, высотой до 40 м и диаметром до 115 см (Кунцево, Терлецкий парк и др.). В Лосином Острове липовые леса, возможно, имеют естественное происхождение.
Липа произрастает на богатых умеренно увлажненных почвах, она плохо переносит сильное загрязнение почв и воздуха и рядом с автострадами обычно чахнет.
Реже в Москве можно встретить липу крупнолистную Tilia platyphyllos Scop. из Центральной Европы, отличающуюся более крупными листьями - 7-12 на 7-12 см (у сердцевидной - 6 на 5 см).