L'achillée millefeuille pousse dans les prairies légèrement perturbées, les prés, les bords de route et les boisés ouverts de tout l'hémisphère Nord tempéré. En Amérique du Nord, on trouve à la fois des populations indigènes et des populations eurasiennes introduites, ce qui complique son statut; VASCAN la signale dans toutes les provinces et tous les territoires du Canada, y compris au Québec. Ses fleurs soutiennent les abeilles indigènes et d'autres insectes utiles, et ses feuilles nourrissent des chenilles de papillons de nuit.
Le genre doit son nom à Achille qui, selon la légende, transportait la plante avec son armée pour soigner les blessures de guerre, et millefolium signifie « mille feuilles » en latin, en référence au feuillage finement découpé. L'usage humain de l'achillée est très ancien : des traces remontent à des sépultures néandertaliennes d'il y a environ 60 000 ans.