Источник возбудителя - многие виды животных, особенно жвачных, в пищеварительном тракте которых обнаруживают споры и вегетативные формы возбудителя. Возбудитель также можно выявить в кишечнике человека. Попадая с испражнениями в почву, споры столбнячной палочки сохраняются в ней годами, а при благоприятных температурных условиях, отсутствии кислорода или потреблении его аэробной флорой они прорастают, что приводит к накоплению спор. Увеличение почвенной популяции возбудителя особенно характерно для стран тропического пояса. Таким образом, почва служит естественным резервуаром возбудителя.
Заражение происходит при проникновении спор в ткани при ранениях, особенно осколочных, бытовых, производственных; сельскохозяйственных травмах вместе с частицами почвы, инородными телами. В мирное время наиболее частая причина заражения - мелкие травмы ног, а в развивающихся странах - пупочная ранка у новорождённых. Возможно возникновение столбняка после ожогов, обморожений, внебольничных абортов, операций, родов, при различных воспалительных процессах, трофических язвах, распадающихся опухолях. Столбняк военного времени связан с обширными ранениями. Иногда входные ворота инфекции установить не удаётся ("криптогенный столбняк").
Восприимчивость к столбняку высокая. В странах с умеренным климатом отмечается летняя сезонность (сельскохозяйственный травматизм).
Постинфекционный иммунитет не вырабатывается.
Заболевание регистрируют во всех регионах земного шара. Уровень ежегодной заболеваемости в значительной степени зависит от охвата населения вакцинацией, а также от проведения экстренной профилактики и достигает в развивающихся странах 10-50 случаев на 100 000 населения. Основную массу заболевших в развивающихся странах составляют новорождённые и грудные дети. Ежегодно умирает до 400 000 новорождённых. В развитых странах, где массовая вакцинация начата с 1950-х гг., заболеваемость почти на два порядка ниже. Больные эпидемиологической опасности не представляют.