We wschodniej Azji ma izolowane populacje we wschodnich Chinach (prowincje Henan, Hebei, Hubei, Jiangsu, Shanxi, Szantung, Shaanxi) oraz we wschodniej Rosji (Kraj Nadmorski). W Afryce Północnej rośnie w Algierii i Maroku.
W Polsce łączeń baldaszkowy opisywany jest jako dość pospolity lub rzadki, co związane jest bardzo nierównomiernym rozprzestrzenieniem. Zdecydowanie najliczniejsze stanowiska ma w części północno-zachodniej kraju, po środkową część Wielkopolski i ziemi lubuskiej. Dalej na południe stanowiska koncentrują się wzdłuż dolin Odry, Warty i Wisły. Stosunkowo liczne stanowiska ma także w województwie lubelskim i mazowieckim. W znacznym rozproszeniu rośnie w Polsce północno-wschodniej i centralnej (łódzkie, zachodnia część woj. świętokrzyskiego i północna woj. śląskiego) oraz w górach i na pogórzu.