川西云杉主要分布在青海省青南地区囊谦县和班玛县玛可河、多可河等原始林区。生于海拔3300～4300m的高山、谷地或沟溪河旁，呈片状、带状或散生于河岸、沟底、阴坡、半阴坡、半阳坡、山脊等，较集中分布于海拔3500～4150m,常组成大片纯林，或与鳞皮云杉、紫果云杉、岷江云杉组成混交林，有时混生密枝圆柏、大果圆柏或白桦，其少量分布于四川西南和西南部高山地区和西藏东南部。川西云杉模式标本采自四川省康定。
川西云杉是云杉属中分布海拔最高的树种，耐高寒、干旱气候，年均温2.5～3.7℃，绝对最高气温28.7℃，绝对最低气温-29.7℃，分布上限最暖月(7月)气温约大于或等于8.5℃；年降水量478～652mm，相对湿度55%～60%。
