W klasyfikacji zbiorowisk roślinnych Europy Środkowej gatunek charakterystyczny dla rzędu Convolvuletalia i związku Senecion fluviatilis. Często rośnie w lasach łęgowych ze związku Salicion albae i szuwarach ze związku Phragmition. Zespoły roślinne z kielisznikiem stanowiące nitrofilne zbiorowiska „welonowe” występujące w kompleksach przestrzennych z zaroślami i lasami aluwialnymi oraz nad brzegami rzek są wskaźnikowe dla siedliska przyrodniczego „ziołorośla górskie (Adenostylion alliariae) i ziołorośla nadrzeczne (Convolvuletalia sepium)” [kod: 6430], wymagającego ochrony w sieci Natura 2000. Sam kielisznik zaroślowy jest gatunkiem charakterystycznym dla ziołorośli niżowych [kod: 6430-3].
Interakcje międzygatunkowe thumb|Gąsienica Emmelina monodactyla żerująca na liściu kielisznika Kielisznik rosnąc w nieprzekształconych, półnaturalnych i naturalnych ekosystemach jest zwykle dość niepozornym ich komponentem. W siedliskach antropogenicznych – w porzuconych ogrodach, na wysypiskach – potrafi być rośliną bardzo ekspansywną. W przypadku wystąpienia zaburzenia pokrywy roślinnej (np. wiatrował, zdarcie darni przez wody powodziowe lub będące skutkiem działalności człowieka), kielisznik potrafi pokryć taki teren w ciągu paru miesięcy. Kielisznik zaroślowy należy do nielicznych gatunków aluwialnych, które nie ustępują w wyniku inwazji tych siedlisk w Europie przez rdestowce Reynoutria.