Verbreitung: Das kleinblütige Sumpf-Kreuzblümchen ist in ganz Bayern verbreitet. Schwerpunkte sind neben den Alpen die Kalkgebiete des Jura und des Gipskeupers. In vielen Landschaften fehlt sie allerdings, so in weiten Teilen Unterfrankens und der ostbayerischen Grenzgebirge.
Auf der Buchleite ist die Art an etlichen Stellen kurzrasiger, gut beweideter Kalkmagerasen zu finden, vor allem am Oberhang. Allerdings sind die Wuchsorte fast immer sehr individuenarm. Prinzipiell charakterisiert sie intakte, kurzrasige Ausbildungen der Enzian-Schillergrasrasen.
Lebensraumansprüche: Das Sumpf-Kreuzblümchen besiedelt zwei ökologisch sehr unterschiedliche Wuchsorte. Einerseits ist es stetig in Kalkmagerrasen zu finden. Andererseits wächst es auch in Streuwiesen, Kalkflachmooren und Quellfluren. Gemeinsam ist den Standorten die nutzungs- oder standortsbedingte Niedrigwüchsigkeit der Vegetation und die Nährstoffarmut. Polygala amarella gilt als Rohbodenpionier, weil sie Anrisse und lückige Stellen schnell besiedeln kann.
Gefährdung: In Bayern ist das Sumpf-Kreuzblümchen potenziell gefährdet. Regional gibt es jedoch große Unterschiede. In den Alpen und im Alpenvorland ungefährdet, ist die Art in Nordbayern im Keuper-Lias-Land und auf den Mainfränkischen Platten stark gefährdet.