Slunečnice topinambur má primární areál ve střední a východní části Spojených států a v jižní Kanadě (Kirschner & Šída in Slavík et al. 2004: 322–331). Dnes se jako invazní druh vyskytuje především ve střední a východní Evropě, zavlečena je ale také v tropické Jižní Americe, na Novém Zélandu, Azorských ostrovech, Britských ostrovech a v temperátní Asii (Weber 2003). Z okolních zemí jsou porosty s dominantním Helianthus tuberosus uváděny z Německa (Müller in Oberdorfer 1993b: 135–277, Pott 1995, Hilbig in Schubert et al. 2001: 172–184), Rakouska (Mucina in Mucina et al. 1993: 203–251), Slovenska (Jarolímek et al. 1997, Jarolímek 1999, Jarolímek & Zaliberová in Valachovič 2001: 21–49) a okrajově i z Polska (Matuszkiewicz 2007). V České republice se vyskytují roztroušeně po celém území, zvláště v nížinách podél větších řek. Fytocenologickými snímky byly doloženy například ze severních (Jehlík 1963) a východních Čech (Kopecký 1974a), Křivoklátska (Dostálek et al. in Kolbek et al. 2001: 164–278), Plzně (Chocholoušková, nepubl.), Olomouce a okolí (Tlusták 1990) a zejména z říčních niv jižní Moravy (Vymyslický 2001).