Autekologia Litofit (epilit), składnik fitobentosu. Ma dość szeroką tolerancję ekologiczną, choć preferuje wartko płynące rzeki o stosunkowo czystej wodzie. Preferuje miejsca zacienione, jednak występuje także w miejscach nasłonecznionych. Skorupiasty kształt plechy sprawia, że mieści się ona w warstwie granicznej, gdzie prąd oddziałuje słabiej. Hildenbrandia częściej porasta części kamieni od strony natarcia prądu. Rośnie w wodach o różnej prędkości przepływu, średnio wynoszącej 32 cm/s, co pozwala na uznanie jej za reofila lub nawet . Mimo to spotykana jest też w wodach wolniej płynących, a także stojących. Dla osadzania się i rozwoju osobników hildenbrandii rzecznej kluczowe jest występowanie twardego, mineralnego podłoża. Stąd często występuje na progach skalnych, głazach, żwirze, ale również na sztucznych podłożach, jak infrastruktura młynów wodnych. Osadza się też na muszlach czy szkle. Wartki przepływ sprzyja samooczyszczaniu wody, zwłaszcza z zanieczyszczeń organicznych łatwo utleniających się, zatem hildenbrandia rzeczna jako wskaźnik saprobowości uważana jest za gatunek wskazujący wody czyste: katarobowe (ksenosaprobowe) i oligosaprobowe. Wobec nadmiaru biogenów jest nieco mniej wrażliwy, znosząc podwyższoną zawartość azotu, ale nie toleruje podwyższonej zawartości fosforu.