零星分布于南亚热带石灰岩山地常绿落叶阔叶混交林中。分布区受季风影响，干、湿季分明，5--10月为雨季，11--4月为旱季，年降水量约1500毫米，雾多，湿度大。土壤为棕色石灰岩土，排水良好。云南穗花衫喜阴湿环境，为森林中、下层成分。

云南穗花杉喜阴湿，在森林中常为中下层林木，如兴义1号样地；海拔1850米，坡向西南，坡度60-90°，上层树种多为栎类（Quercusspp.）覆盖度50%，灌木层多为海桐（Pittosporumspp.）、野扇花（Sarcococcaruscifolia）、覆盖度前种占25%，后者15%；草本层主要为楼梯草（Elatostemaspp.）及蕨类植物。样地内仅见13株幼树，和18株不同年龄高5—150厘米的实生苗。

六枝老王山，海拔1750—2126米，年均温度10.5—13℃，土壤为黄棕壤，山坡陡峭，森林保存较好，在1820米以下土层较深厚，肥沃，上层树种为巴东栎（Quercusengleriana）、多脉青冈（Cyclobalanopsismultinervis）、建润楠（Machilusoreophilus）、西南山茶（Camelliapitardii）、头状四照花（Cornuscapilata）、化香（Platycaryastrobiacea）、镰包鹅耳枥（Carpinusfaicatibracteata）、莱木（Cornusmacrophylla）等。灌木层主要为方竹（Chimonobambusaspp.），高2-3米，密度很大，致云南穗花杉受到挤压，生长发育不良，自然更新差，多呈灌木状，草本极不发育，仅偶见报春花（Primulaspp.)。由1820米至山顶，土壤逐渐趋于瘠薄，上层林木树高4一5米，主要有红豆杉（Taxuschinensis)、云南穗花杉、菱叶钓樟（Linderasupracostata)、南烛（Lyoniaovatifolia)、嵩明省沽油（Staphyleaforrestii).百合花杜鹃（Rhododemdronliliikflorum)等；灌木层方竹逐渐为箭竹（Sinarundinariaspp.）取代，高约1米，其它为异叶梁王茶（Nothopanaxdavidii）、叶下珠（Phyllanthusspp.）、倒心叶珊瑚（Aucubaobcordata）、茵芋（Skimmiareeresiana）等及乔木层种类的幼树。 浅根性树种，根系发达，特别是生长在岩石裸露，土层浅薄植株，其根系延伸范围较大。生长较缓慢，在土壤肥沃、深厚的条件下，5年生树高约1米，反之更慢。

花期4月，雌雄花常不同期成熟，就是雌球花授粉时亦不及时受精，需2-3个月后花粉管才萌发，胚的发育又得经过漫长的冬季，种子第二年5-6月成熟，成熟的种子又有一个休眠期，需到第二年春季才能发芽，这期间极易遭受鸟、鼠害。这些是导致该物种濒危稀少的主要原因。