Распространен василек преимущественно в средней и северной частях европейской части России и в Западной Сибири. Встречается на сорных местах, вдоль дорог, по обочинам полей, у лесополос. Растет как сорняк в посевах озимых и яровых культур, чаще во ржи и пшенице. Размножается только семенами.

Лекарственным сырьем служат вполне распустившиеся синие краевые цветки. Со срезанных цветочных корзинок выщипывают синие лепестки, чтобы осталось как можно меньше внутренних трубчатых цветков. Собранное сырье перебирают, удаляют примесь и сушат в затемненном помещении или под навесом, раскладывая тонким слоем на чистую бумагу, так как на солнце оно теряет ценные качества. Можно использовать специальные сушилки с температурой 40...50°С. Хранят в закрытых коробках или стеклянных банках 2 года.

Из цветков василька получают синюю краску для окрашивания шерсти, используют их и в ликеро-водочной промышленности.
Краевые цветки содержат антоцианы и кумарины. Из антоцианов для василька характерен цианин, а из кумаринов — цикории.

В практической медицине василек синий иногда назначают как мочегонное средство при отеках почечного и сердечного происхождения в виде водного настоя в соотношении 1:10. Принимают по 1/4 стакана 3 раза в день за 20—30 мин до еды.

В народной медицине настой цветков используют как мочегонное, потогонное и желчегонное средство при воспалении мочевого пузыря и почек, а также для улучшения пищеварения. Он оказывает противовоспалительное и антимикробное действие, снимает спазм гладкой мускулатуры внутренних органов, полезен при лечении куриной слепоты — заболевания, связанного с нарушением сумеречного зрения. Настой применяют также как жаропонижающее средство при лихорадках, острых респираторных заболеваниях и головной боли.
Для приготовления настоя 1 чайную ложку сырья заливают 1 стаканом кипятка, настаивают 30 мин и принимают по 1/3—1/2 стакана 3 раза в день перед едой.

Цветки василька служат основой при лечении фурункулеза смесями трав. Для приготовления настоя 2 столовые ложки смеси, состоящей из цветков и корней лопуха (по 15 г), травы крапивы двудомной, череды, хвоща и вероники (по 10 г) с вечера заливают 1 л горячей воды и настаивают, а утром кипятят на медленном огне 5 мин, остужают 30 мин и процеживают. Принимают по 1 стакану 5 раз в день. Курс лечения 1,5—2 мес.