Pochodzi z rejonu Kaukazu, skąd został rozprzestrzeniony na rozległych obszarach Europy środkowej i wschodniej, gdzie stał się rośliną inwazyjną. Od lat 50. do 70. XX wieku wprowadzany był do uprawy w różnych krajach bloku wschodniego jako roślina pastewna. Po niedługim czasie, z powodu problemów z uprawą i zbiorem, głównie ze względu na zagrożenie dla zdrowia, uprawy były porzucane. Roślina w szybkim tempie zaczęła rozprzestrzeniać się spontanicznie. Gatunek okazał się przybyszem bardzo kłopotliwym. Jest to agresywna roślina inwazyjna, niezwykle trudna do zwalczenia. Powoduje degradację środowiska przyrodniczego i ogranicza dostępność terenu. W dodatku sok ze świeżych roślin wywołuje zmiany skórne. Blisko spokrewniony z równie kłopotliwym gatunkiem inwazyjnym, jakim jest Barszcz Mantegazziego.

Łodyga osiąga od 1 do 4 m wysokości przy średnicy do 10 cm. Jest głęboko podłużnie bruzdowana, zwłaszcza w górnej części, wewnątrz pusta, rzadko owłosiona, u góry zielona, ku dołowi zwykle pokryta purpurowymi plamkami.
Korzeń palowy osiąga do 200 cm głębokości.
Liście skrętoległe, pierzastodzielne o średnicy do 150 cm. Składają się z dość szerokich i przeważnie tępo zakończonych lub krótko zaostrzonych odcinków. Wzdłuż brzegu blaszki liściowej znajdują się krótkie, zaokrąglone ząbki.
Kwiaty zebrane w gęsty, duży baldach o średnicy do 50 cm, składający się z 30–75 baldaszków wyrastających na krótko owłosionych promieniach. Na jednej roślinie znajdować się może 1–20 tysięcy kwiatów, czasem nawet do 50 tysięcy. Kielich jest drobny, pięcioząbkowy, korona składa się z 5 białych, czasem zaróżowionych płatków osiągających 10 mm długości. Słupek pojedynczy.
Owoce to jajowata lub owalna rozłupnia o długości 8–10 mm (rzadko do 15 mm) długości. Składa się z dwóch niełupek połączonych karpoforem, z których każda zawiera jedno nasiono). Owoc ma barwę oliwkową z czterema brunatnymi smugami przewodów olejkowych, za młodu jest gęsto owłosiony.

Zawarte w wodnistym soku oraz w wydzielinie włosków gruczołowych furanokumaryny stanowią zagrożenie dla zdrowia ludzi. Związki te w kontakcie ze skórą i w obecności światła słonecznego, w szczególności ultrafioletowego, powodują oparzenia (fotodermatozę) II i III stopnia.
W ciągu 24 godzin nasilają się objawy w postaci zaczerwienienia skóry (erythema) i pęcherzy z surowiczym płynem (oedema). Stan zapalny utrzymuje się przez około 3 dni. Po tygodniu miejsca podrażnione ciemnieją (następuje hiperpigmentacja) i stan taki może utrzymywać się przez kilka miesięcy. Miejsca podrażnione na skórze zachowują wrażliwość na światło ultrafioletowe nawet przez kilka lat.
Roślina może powodować oparzenia także u zwierząt hodowlanych, np. wymion krów mlecznych.

Naturalny zasięg obejmuje centralną i wschodnią część gór Kaukazu, całe Zakaukazie oraz północno-wschodnie krańce Turcji.
Do północno-zachodniej Rosji barszcz Sosnowskiego trafił już w 1947, gdzie po kilkuletniej hodowli uznany został za wartościową roślinę pastewną i zaczął być rozpowszechniany w różnych krajach bloku wschodniego. Gatunek trafił także do kolekcji różnych ogrodów botanicznych.
Do Polski sprowadzony został w końcu lat 50. XX wieku i początkowo był przedmiotem badań nad właściwościami leczniczymi. W latach 60. XX wieku barszcz trafił w Polsce do uprawy, głównie w państwowych gospodarstwach rolnych. Po zaniechaniu upraw porzucano je.
W połowie lat 90. XX wieku rejestrowany był w Polsce w wielu rejonach dawnych upraw i w odległości kilku kilometrów od nich. Liczebność i rozprzestrzenienie tego gatunku od tego czasu stale wzrasta. Spotykany jest obecnie już na całym niżu Polski, szczególnie liczny jest na Podhalu w dolinach rzecznych. Zaliczany jest do najgroźniejszych gatunków inwazyjnych w Polsce. W krajach byłego Związku Radzieckiego roślina nazywana jest "zemstą Stalina", ponieważ sprowadzona została z Kaukazu niedługo przed jego śmiercią. Stanowi rosnący problem na Białorusi i w europejskiej części Rosji.

Barszcz Sosnowskiego objęty jest prawnym zakazem hodowli, rozmnażania i sprzedaży na terenie Polski.